Архив статей журнала
Цель работы состоит в рассмотрении теоретических и практических аспектов автовосстановления структуры антропогенно нарушенных лесных ландшафтных комплексов на примере российской части территории северо-восточной окраины Евразии. Под процессами автовосстановления антропогенно нарушенной структуры ландшафтных комплексов понимаются процессы «самосборки» элементов и компонентов системы ландшафта, развивающиеся до начала формирования полноценных компонентов, обеспечивающих развитие переменных состояний серийных фаций, и, соответственно, до развития и проявления процессов и результатов сукцессии в ландшафтно-биоценотической структуре комплекса. На основе применения комплексных физико-географических методов в ходе полевых многолетних стационарных, полустационарных и маршрутных исследований природных, природно-антропогенных и антропогенных ландшафтов Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации с применением материалов дистанционного зондирования Земли проведен анализ сущности и проявлений процессов постантропогенной динамики состояний лесных ландшафтов и внутриландшафтных комплексов, их компонентов. Дифференцирована и обоснована в динамичной системе «условно стабильное состояние ландшафта - антропогенные воздействия и нарушения структуры ландшафта - восстановление структуры и достижение условного стабильного состояния ландшафта» совокупность процессов постантропогенного автовосстановления структуры ландшафтных комплексов. При этом проведен анализ стадий и фаз процессов структуры ландшафтных комплексов в процессе цикличного, диалектически неразрывного воздействия антропогенных и природных (естественных) факторов (процессов). Материалы исследования вносят вклад в решение дискуссионных вопросов антропогенного ландшафтоведения, формируют концептуальные основы для развития проблематики системного анализа процессов автовосстановления антропогенных ландшафтов. Установленные и обоснованные закономерности механизма развития процессов постантропогенного автовосстановления показателей, структуры антропогенно нарушенных ландшафтных комплексов позволяют проводить дальнейшие исследования в сфере оптимизации антропогенных нагрузок на геосистемы Земли, формирования природосохраняющих, оптимальных по допустимости уровней и типов антропогенных трансформаций естественной или восстановленной структуры ландшафтов, позволяющих им эффективно автовосстановиться на постантропогенной стадии.
Цель работы состоит в рассмотрении теоретических и практических аспектов автовосстановления структуры антропогенно нарушенных лесных ландшафтных комплексов на примере российской части территории северо-восточной окраины Евразии. Под процессами автовосстановления антропогенно нарушенной структуры ландшафтных комплексов понимаются процессы «самосборки» элементов и компонентов системы ландшафта, развивающиеся до начала формирования полноценных компонентов, обеспечивающих развитие переменных состояний серийных фаций, и, соответственно, до развития и проявления процессов и результатов сукцессии в ландшафтно-биоценотической структуре комплекса. На основе применения комплексных физико-географических методов в ходе полевых многолетних стационарных, полустационарных и маршрутных исследований природных, природно-антропогенных и антропогенных ландшафтов Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации с применением материалов дистанционного зондирования Земли проведен анализ сущности и проявлений процессов постантропогенной динамики состояний лесных ландшафтов и внутриландшафтных комплексов, их компонентов. Дифференцирована и обоснована в динамичной системе «условно стабильное состояние ландшафта - антропогенные воздействия и нарушения структуры ландшафта - восстановление структуры и достижение условного стабильного состояния ландшафта» совокупность процессов постантропогенного автовосстановления структуры ландшафтных комплексов. При этом проведен анализ стадий и фаз процессов структуры ландшафтных комплексов в процессе цикличного, диалектически неразрывного воздействия антропогенных и природных (естественных) факторов (процессов). Материалы исследования вносят вклад в решение дискуссионных вопросов антропогенного ландшафтоведения, формируют концептуальные основы для развития проблематики системного анализа процессов автовосстановления антропогенных ландшафтов. Установленные и обоснованные закономерности механизма развития процессов постантропогенного автовосстановления показателей, структуры антропогенно нарушенных ландшафтных комплексов позволяют проводить дальнейшие исследования в сфере оптимизации антропогенных нагрузок на геосистемы Земли, формирования природосохраняющих, оптимальных по допустимости уровней и типов антропогенных трансформаций естественной или восстановленной структуры ландшафтов, позволяющих им эффективно автовосстановиться на постантропогенной стадии.
Лес - это природная экосистема, выполняющая ряд функций, таких как средообразующая, природоохранная и социальная. Лесопользование является тем рычагом, который должен поддерживать и регулировать качественный потенциал лесов. Все рубки и мероприятия по охране и защите лесов должны быть направлены на равновесие систем самого леса и взаимодействие с другими внешними системами. Функциональная структура и состояние лесного фонда позволяют рассматривать перспективные направления в лесопользовании. В связи с этим изучение состояния лесного фонда позволяет правильно и рационально выделить направления в проведении всех лесохозяйственных мероприятий в лесах. Изменения в таксационных показателях, происходящие в последние годы в лесных массивах Сибири, свидетельствуют о том, что ведение лесного хозяйства не отвечает тем условиям, которые должны соблюдаться, не нарушая всего баланса в лесу с точки зрения экологического равновесия. В данной статье представлены результаты по пространственно-временной структуре лесных экосистем Приангарья. При использовании данных мониторинга лесов и анализа повыдельной таксации лесных фитоценозов, на примере лесничеств Иркутской области, предложен комплекс мероприятий по повышению устойчивости и продуктивности.
В статье представлены технические решения по повышению эффективности выращивания растений в компактных установках с использованием искусственного облучения. Рассматривается регуляторная роль излучения в области фотосинтетически активной радиации, осуществляемая через воздействие на систему пигментов путем управления спектральными характеристиками облучателя. Целью исследований являлась разработка технологии светодиодной досветки с различным спектральным составом излучения для выращивания салата в вегетационных установках. Были применены методы моделирования светодиодных модулей путем привязки их к спектру поглощения хлорофиллов А и В, к функции спектральной чувствительности растений по K. J. McCree, к функции спектрального распределения интенсивности рассеянного солнечного излучения. Для оценки накопления макро- и микроэлементов в зависимости от спектрального состава излучения были применены методики биохимического анализа. Получены результаты фотобиологических исследований по продуктивности салата, выращенного в условиях вегетационной установки с облучением светодиодными излучающими модулями, созданными по технологии «синий + красный» спектр в комбинации со светодиодами белого света в различном соотношении. Было установлено, что применение облучателей с более ровным спектром излучения, с приблизительным процентным соотношением синий - 30, белый - 30, красный - 40 дает значительное увеличение урожайности (8-15 %) для салатов сортов Крилда и Аувона, по сравнению с другими технологиями. Определена реакция растений по показателям накопления макро- и микроэлементов в зависимости от сорта, позволившая установить в качестве оптимальных технологических параметров светодиодной досветки излучение в функции спектрального распределения интенсивности рассеянного солнечного излучения, при норме облученности 160 мкмоль/(м2·с) и комбинации фотопериода свет/темнота - 16/8 ч. Исследование выполнено при финансовой поддержке Краевого фонда науки в рамках научного проекта «Разработка системы автоматизированного управления процессом выращивания растений в защищенном грунте для северных территорий».
Городские сточные воды формируются как результат использования воды в бытовых, промышленных и коммерческих целях, а также включают атмосферные осадки. В 2021 г. сброс сточных вод в поверхностные водные объекты Белгородской области составил 148,29 млн м3, в том числе загрязненных - 60,56 млн м3, нормативно-чистых без очистки - 33,49 млн м3, нормативно-очищенных - 57,70 млн м3. Общая мощность очистных сооружений перед сбросом в водные объекты составляет 232,67 млн м3, однако многие очистные сооружения региона работают недостаточно эффективно. Основными причинами неэффективной работы очистных сооружений являются морально устаревшие конструкции, перегрузка по гидравлике и по концентрации загрязняющих веществ, поступающих на очистку сточных вод, нарушение технологических регламентов при эксплуатации сооружений. Использование комбинированных коагулянтов-флокулянтов в системах очистки сточных вод может способствовать более устойчивому управлению водными ресурсами. Но одним из недостатков использования алюмосодержащих коагулянтов является снижение уровня рН очищенных стоков, что связано с процессом их гидролиза и выделением в жидкую фазу соответствующих кислот. В работе представлены результаты использования комбинированного алюмокремниевого коагулянта-флокулянта (АКФ) в системе очистки городских сточных вод для снижения взвешенных веществ в стоках, отобранных на стадии механической очистки - после решеток и песколовок. С целью корректирования рН очищенных стоков рассматривается введение в состав АКФ карбоната кальция - тонкомолотого отсева дробления известняка цеха обжига извести АО «ОЭМК им. А. А. Угарова» (г. Старый Оскол Белгородской области). Показано, что для очистки отобранных проб сточных вод ГУП «Белводоканал» (после решеток и песколовок) в качестве реагента может быть рекомендована смесь АКФ и порошкообразного известняка при соотношении по массе 1:0,4 и общим расходом 1,4 г/дм3. Это обеспечивает значения эффективности очистки по мутности 71,13 и 68,76 % при рН очищенных стоков 6,76 и 6,73 соответственно.
В статье рассматриваются способы переработки глинистого сырья в строительный композит. В основу изготовления прочного строительного композита из глинистых грунтов заложены обжиговая и безобжиговая технологии. Для отдаленных районов Севера практический интерес представляют безобжиговые технологии получения строительного композита вследствие доступности глинистого сырья и малой энергоемкости производства. Древний строительный композит из самана широко применяется в южных странах. В условиях холодного климата России саман применяется в единичных случаях, в основном сторонниками экологического домостроения. Нами обоснована эффективность производства и применения глиносырцовых композитов в сельском строительстве. Полученные способом пластического формования стеновые изделия относятся к конструкционно-теплоизоляционным материалам: средняя плотность 800-1400 кг/м3, предел прочности на сжатие 1,0-3,5 МПа, коэффициент теплопроводности 0,18-0,44 Вт/(м×К). К основным недостаткам глиносырцовых композитов относятся низкая водостойкость и размокаемость, что сильно ограничивает область их применения. Улучшенными свойствами обладают грунтоцементные композиты, полученные способом полусухого прессования: средняя плотность 1600-2030 кг/м3, предел прочности на сжатие 14,10-14,10 МПа, коэффициент теплопроводности 0,47-0,70 Вт/(м×К), водопоглощение 11,0-28,0 % и морозостойкость 10-55 циклов.
Экзогенные геологические процессы на территории Пермского края имеют широкое развитие. В этом перечне карст занимает особое положение, так как этот процесс широко распространен и, кроме того, может служить катализатором сопутствующих опасных геологических процессов. В связи с чем под руководством министерства природных ресурсов Пермского края выполняется работа по оценке проявлений опасных геологических процессов в пределах урбанизированных закарстованных территорий региона. Целевой задачей исследования является комплекс полевых и камеральных работ, позволяющий оценить последствия опасных геологических процессов на закарстованных территориях Пермского края для принятия соответствующих управленческих решений по минимизации негативного воздействия на объекты инфраструктуры и обеспечения безопасности населения в дальнейшем. Результаты этой работы за 2022 г. представлены в этой статье. Проводилось визуальное обследование форм проявлений опасных геологических и техногенных процессов. Осуществлялась фотофиксация проявлений опасных процессов с использованием современных цифровых фотоаппаратов. Пространственная привязка мест проявления опасных процессов осуществлялась с использованием GPS-приемников. Фиксация морфометрических характеристик объектов осуществлялась с помощью измерительной рулонной ленты и лазерного дальномера. Анализ количества происшествий в разрезе муниципальных и городских округов Пермского края показал, что больше всего событий приурочено к г. Кунгуру и Кунгурскому муниципальному округу.
Исследовали природную воду р. Тура в устье р. Тюменка. Цель исследования - выбор наиболее эффективных коагулянтов и флокулянтов в определенных дозах для очистки воды р. Тура (в устье р. Тюменка) от взвешенных и коллоидных частиц, общего железа с последующей доочисткой методом динамической сорбции. В процессе работы были применены следующие методики: определения физических и химических показателей качества исходной воды, определения мутности, исследования эффективности различных доз коагулянта и флокулянтов, определения содержания железа в природной воде, проведения процесса коагулирования и флокулирования, проведения сорбционной доочистки. Были изучены и применены: коагулянт - Аква-Аурат 30, флокулянты - Prаestol 2531 TR, Prаestol 650 TR, Flopаm FO 4140 SH, полиакриламид, Nа2O·mSiO2· nH2O (жидкое стекло), сорбент марки КФГМ-7. Данный эксперимент позволил выявить оптимальные дозы коагулянта Аl2(OH)5Cl·6H2O и флокулянтов Prаestol 2531 TR, Prаestol 650 TR, Flopаm FO 4140 SH, полиакриламида, жидкого стекла, максимально снижающих концентрацию общего железа и мутности до величин, соответствующих санитарным правилам и нормам. Результаты исследования в дальнейшем могут быть использованы для очистки воды на водоочистных сооружениях.
В статье рассматривается открытая разработка месторождений в условиях криолитозоны, факторы усложняющие восстановление нарушенных земель - различные криогенные процессы, продолжительный зимний и короткий вегетационный период. Установлено, что в условиях криолитозоны продолжительность восстановления нарушенных земель весьма велика из-за того, что плодородный слой незначителен и его минерализации недостаточно для обильного произрастания растительности, что удлиняет процесс самовосстановления. Целью исследования является обоснование направлений трансформирования с последующей рекультивацией месторождений малых разрезов в условиях криолитозоны с суровой климатической средой и бедной растительностью. Методы исследования включают анализ масштабов экологического состояния земель при их открытой разработке, оценку путей их рекультивации. С этой целью произведен анализ способов вскрытия и системы разработки малых разрезов Якутии с внутренним и внешним отвалообразованием на основе изучения динамики коэффициентов вскрыши. Существующие технологии ведения открытых горных работ предусматривают выполнение восстановительных работ после полной отработки месторождения, системы разработки не предусматривают работы по производству технической рекультивации. Результатом работы является оценка параметров рекультивации выработанного пространства, отвалов разреза и их обязательное включение в проект разработки месторождения, учитывающий техническую рекультивацию, способы восстановления нарушенных земель. При этом предлагается использовать выработанное пространство в качестве водоемов, рекреационных зон, ледников, площадок для захоронения отходов с последующим их перекрытием вскрышными или другими породами.
Исследования проводились на фосфоросодержащем рудном сырье с целью определения его пригодности для производства желтого фосфора. Выполнены расчеты технологических показателей процесса электровозгонки желтого фосфора с использованием в качестве флюса гальки-гравия. Установлено, что галька-гравий в принципе может быть использована в качестве кварцсодержащего флюса в процессе электротермического получения желтого фосфора в рудотермических печах. Однако это приведет к снижению производительности фосфорных рудотермических печей на 10-15% по сравнению с кусковым кварцитом непосредственно с исследуемого месторождения. Научно обосновано, что кусковая руда не может быть использована в производстве желтого фосфора при следующих способах ее термической подготовки: обжиг куска, измельчение сырой руды - окомкование - обжиг. Рассчитана прочность обожженных окатышей в исследованном диапазоне по составу шихт, которая не превысила 120 кг/окатыш, хотя отдельные образцы обладали прочностью до 200 кг/окатыш. Это объясняется возможной сегрегацией, расслоением шихт на составляющие, при которых в потоке комкуемой смеси возникают зоны, обогащенные глиной и обедненные по содержанию кварцевого песка. Выявлено, что кусковой кварцит пригоден для использования в качестве флюса в процессе электровозгонки желтого фосфора и обеспечит получение энергоресурсоэффективных показателей. Анализ химического состава фосфоритовой руды до и после обработки проводили с помощью спектрального метода, а для определения температурных режимов использовали метод высокотемпературной дериватографии. На основе анализа экспериментальных данных были определены оптимальные физико-химические условия переработки желтого фосфора исследуемого месторождения с получением продукции, соответствующей требуемым показателям.
Все чаще ускоренный научно-технический прогресс оказывает негативное влияние на экосистемы Земли, в особенности это касается регионов с особыми природными условиями. Следовательно, проблема глобальной деградации природной среды требует конкретных согласованных решений, позволяющих человечеству создавать индустрию своего спасения от результатов экологически неоправданной деятельности. Формирование адекватных научно обоснованных решений по защите окружающей среды проблемных регионов является конкретным вкладом в систему их эффективного управления устойчивым экологически безопасным развитием. Целью данной работы является разработка основополагающих положений новой парадигмы управления экологической безопасностью в России путем системной координации и унификации эколого-экономических норм природосбережения на сопредельных территориях. Кроме того, также сформулированы базовые принципы создания адекватной методологии, используемой в решении исследовательских задач по обеспечению устойчивого развития социоприродных территориальных образований в региональном и глобальном масштабах. В работе применены базовые математические уравнения: градиентной природы, экспоненциально-степенной природы и интегрально-релаксационные представления, учитывающие зависимость рассматриваемых характеристик. Таким образом, принятие новой парадигмы управления экологической безопасности дает проблемным регионам России возможность обеспечения их устойчивого социально-экономического развития путем сохранения социоприродного, эколого-экономического баланса в природно-технических геосистемах.
Антропогенно-преобразованные тепловые поля - характерная черта современного городского ландшафта, обусловленная специфическими особенностями развития населенного пункта в ходе градостроительного освоения территории. При развитии урболандшафта наблюдается глубокое видоизменение физических и геоморфологических характеристик территории, происходит формирование новой вертикальной структуры рельефа, распространение экранированных поверхностей, уменьшение площади и густоты растительного покрова. В результате указанных процессов изменяется и эколого-геофизическая составляющая, в частности тепловое поле района. Как правило, это приводит к формированию устойчивой положительной аномалии - городского острова тепла, а также к росту контрастности в пространственном распределении температурных показателей. Дополнительный вклад в тепловой баланс урболандшафта вносят антропогенные и техногенные источники тепловой энергии - объекты промышленности, транспорта, коммунального хозяйства, отдельные массивные здания и сооружения. Особую важность для качества жизни населения и состояния окружающей среды города имеет поверхностный остров тепла, выражающийся в температурных показателях поверхности и приповерхностного воздуха. Он в наибольшей степени связан с особенностями городской застройки и рельефа и непосредственно формирует среду обитания в пределах населенного пункта. Поверхностный остров тепла может быть идентифицирован при помощи методов дистанционного зондирования Земли в дальнем инфракрасном (тепловом) диапазоне. Благодаря достаточно продолжительной истории наблюдений, использование данных инфракрасной космической съемки позволяет анализировать изменение температурных характеристик территории в процессе градостроительного освоения. В статье рассматривается изменение поверхностного острова тепла в границах городского округа Ростов-на-Дону за период с 1984 по 2023 г., который характеризовался активным развитием городской застройки и изменением территориальной структуры города. Выявлены особенности, характерные для различных функциональных зон города и районов, объединенных общностью исторического развития и особенностями урболандшафта, определены исторические и современные тенденции развития городского теплового поля.