Охрана измененных человеком ландшафтов. Особо охраняемые природные территории. Заповедники

Рассмотренные в предыдущих главах способы измерения основывались на использовании физической связи между величинами. При прямых измерениях, эти связи устанавливаются реально (физически) непосредственно в измерительных преобразователях. Например, в терморезисторе изменение температуры приводит к реальному изменению его сопротивления. В пружинных весах масса через механическое устройство преобразуется в реальный поворот указательной стрелки.

При косвенных измерениях эта связь задаётся физической формулой, связывающей измеряемую величину X сискомой величиной Y, где формула Y = f (X) есть выражение какого-либо физического определения или закона, записанного в виде алгебраического выражения.

В науке и технике могут возникать случаи, когда более целесообразным или даже единственно возможным оказывается другой способ, состоящий из двух этапов:

1)Строится математическая модель данного явления или процесса. Чаще всего, это обыкновенное дифференциальное уравнение, система обыкновенных дифференциальных уравнений, дифференциальное уравнение в частных производных или система таких уравнений;

2)Проводится математический анализ этой модели, в результате которого устанавливается связь между искомой величиной Y и другой величиной Ω, возникающей в процессе анализа

Y = f (Ω). (5.1)

Величина Ω либо может быть измерена непосредственно, либо определена путём косвенных измерений.

Этот способ может быть использован, если величина Y входит в начальное или граничное условие или характеризует источники и стоки, а также, характеризует какое – либо свойство среды. То есть является параметром рассматриваемого процесса, например постоянным значение температуры на одном из торцов нагреваемого стержня, или начальной концентрацией растворённого вещества в диффузионных задачах, или электропроводностью раствора при расчёте электростатического поля в растворе и так далее.

Ниже представлены две задачи из области технического контроля в водных растворах, поясняющие данный подход.

5.1. Определение параметра неравномерности тока на основе анализа электрического поля в датчике

В электрохимических производствах большое значение имеет контроль электрохимического параметра, который равен произведению удельной электропроводности раствора λ и удельного поляризационного сопротивления αна границе металл − электролит( ). Поляризационное сопротивление имеет не омическую, а электрохимическую природу и характеризует торможение окислительных и восстановительных реакций в приграничном слое. Единица измерения величины λ равна [Ом⁻¹·м⁻¹], α − [Ом·м²], поэтому единицу измерения μ равна − [м]. Параметр μ определяет степень неравномерности плотности тока по поверхности металла, от которой зависит толщина и качество формируемого покрытия в гальваническом производстве или степень защиты металла от коррозии при его катодной поляризации.

Для установления зависимости (5.1) в рассматриваемом случае, сформулируем краевую задачу (дифференциальное уравнение и граничные условия), описывающую распределение электрического потенциала φ в полости трубы, заполненной электролитом [24].

Для простоты выводов будем считать радиус трубы R малым, порядка (5-10) мм, его длину не менее чем на порядок больше, электропроводность раствора достаточно высокой, выше 0.1 Ом^-1·м^-1 Это позволяет пренебречь изменением потенциала вдоль радиальной координаты r и свести задачу к решению обыкновенного дифференциального уравнения, решение которого зависит только от продольной координаты. Выделим на трубе малый элемент длиной и запишем уравнение баланса втекающих и вытекающих токов (см. рис.5.1)

, (5.2)

где – соответственно ток, втекающий через сечение x, вытекающий через сечение , вытекающий через боковую поверхность. Выразим токи через плотности токов

, (5.3)

, (5.4)

, (5.5)

и подставив их в уравнение баланса, получим

. (5.6)

Связь между потенциалом и плотностью тока, протекающего через границу металл – электролит является линейной . Кроме того, учтём, что в толще раствора выполняется соотношение , представляющее собой закон Ома в дифференциальной форме. Тогда получим однородное обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка

, (5.7)

− длина трубы. Для удобства выводов поменяем направление оси на на противоположное. Пусть через левый торец трубы координатой , в раствор подаётся ток J, который весь поглощается на поверхности и не выходит за пределы трубы (рис.5.2.а).

Тогда на концах выполняются граничные условия

. (5.8)

Дифференциальное уравнение (5.7) и граничные условия (5.8) образуют краевую задачу, которая является математической моделью явления распределения электростатического поля в растворе. Решение задачи (5.7), (5.8) не вызывает затруднений, с учётом второго граничного условия (5.8) оно имеет вид

, (5.9)

где А – константа интегрирования, ch(Z) – гиперболический косинус. Определив константу А из первого граничного условия (5.8), запишем

, (5.10)

где sh(Z) – гиперболический синус. Путём непосредственной подстановки выражения (5.10) в дифференциальное уравнение и граничные условия, можно убедиться, что это выражение действительно является решением.

Учтём далее линейную связь между плотностью тока и потенциалом на границе металл-раствор, найдём распределение плотности тока в жидкости вдоль электрода

, (5.11)

Полученное выражение (5.11) позволяет провести анализ неравномерности распределения плотности тока по поверхности трубы. В качестве примера приведём распределение при l=280 мм, R=30 мм и при l=280 мм, R=3 мм (рис.5.3), выражено в метрах.

Из графиков следует существование связи между степенью неравномерности плотности тока T и электрохимическим параметром

. (5.12)

Многочисленные расчёты при других размерах электрода приводят к такому же выводу.

В качестве показателя неравномерности предложено использовать отношение тока J₁ на одном из участков испытуемого электрода ко всему току на этом электроде J (T=J₁/J), для чего электрод делят на два участка электрически разъединённые по металлу, но соединенные через устройство (на рисунке не показано) измеряющее ток J₁(рис.5.2.б). Из этого рисунка видно, что чем выше степень неравномерности, тем больше значение тока , который равен площади под кривой распределения плотности тока (заштрихованный участок). Учитывая сказанное, а так же постоянство J, отношение токов может быть выбрано в качестве показателя неравномерности

(5.13)

Участки 1 и 2 подключаются к одному и тому же полюсу источника питания и соединяются между собой через измерительное устройство с малым входным сопротивлением порядка 1 Ом. Поэтому они почти короткозамкнуты, и их, попрежнему, можно рассматривать как единый электрод. Поскольку стандартные микроамперметры имеют существенно большее входное сопротивление, в качестве устройства измеряющего ток можно использовать резистор в один или менее Ом, к которому подключен микровольтметр.

В данном методе не имеет значение, подключен ли испытуемый электрод как анод, или как катод, поскольку, учитывая линейность поляризационной зависимости при малой поляризации электродов, удельная поляризуемость одинакова для обоих электродов

Получим выражение (5.13) математически, для этого определим ток J₁ путём интегрирования выражение (5.11)

, (5.14)

где - координата разъединения участков 1 и 2. Показатель неравномерности имеет вид

. (5.15)

Таким образом, в качестве зависимости (5.1) в рассматриваемом случае выступает зависимости (5.15), в качестве искомой величины Y − электрохимический параметр μ, в качестве измеряемой величины Ω − электрический параметр неравномерности T. Подчеркнём, что зависимость(5.15) и параметр T появились в результате математического, а не физического анализа.

При заданных размерах электрода , неравномерность распределения плотности тока определяется только электрохимическим параметром . Параметр имеет большое значение при исследовании электрических полей в электролитах, делённый на характерный геометрический размер , он является электрохимическим безразмерным критерием подобия , указывает на соотношение между поляризационным и омическим факторами при распределении тока в электролите и, следовательно, показывает степень неравномерности.

Задавая различные значения и рассчитав величину Т по формуле (5.15), получим численную или графическую зависимость (рис. 5.4). При заданных размерах электрода, эта зависимость рассчитывается один раз до начала эксплуатации датчика и используется во всех последующих измерениях на нём. Следовательно, она играет роль рабочей характеристики датчика. В случае промышленного производства, рабочая характеристика поставляется вместе с датчиком.

Сущность предложенного метода заключается в следующем. Подают на датчик ток , измеряют ток , рассчитывают показатель Т, используя рабочую характеристику, находят . Отметим, что таким способом можно получить именно произведение и , а не каждую из этих величин по отдельности.

В качестве примера использования данного метода, рассмотрим контроль скорости коррозии нелегированной стали в неподвижной слабощелочном водном растворе с высоким солесодержанием при комнатной температуре. Измерения предложенным в данной работе методом осуществляли на электроде с размерами: x₁= 30мм , l = 280мм , R = 30мм. Пересчет удельного поляризационного сопротивления в токовый показатель скорости коррозии (А/м²) проводился в соответствии с формулой Штерна-Гири [25] лежащей в основе как стандартного метода поляризационного сопротивления, так и предложенного метода

(5.16)

Анодная и катодная константы Тафеля b_a , b_k для типичных коррозионных сред и конструкционных материалов представлены в справочной литературе [25], поэтому комбинацию этих констант можно рассматривать, как коэффициент пропорциональности.

При 20 ⁰С по данным литературы b_a = 0.059 мВ [25]. С учётом неподвижности воды и большой площади цилиндрического датчика, происходит значительный расход кислорода, который в данном случае может подводиться только диффузией. Наблюдается режим предельного диффузионного тока электрохимического восстановления кислорода. В этих условиях b_k принимается равной бесконечности [25], тогда формула (5.16) принимает вид

. (5.17)

Результаты измерений и расчетов представлены в таблице 5.1. Электропроводность измерялась независимо стандартным лабораторным кондуктометром. Коэффициент пересчёта токового показателя в весовой показатель К (г/ м²·час)) равен для стали 1,04. Первое измерение проводилось через 4 часа после заливки раствора в датчик, и далее через сутки в течении четырёх суток. Средняя скорость коррозии по результатам экспресс – контроля оказалось равной (0.075±0.003) г/(м²·час). Скорость коррозии, измеренная в этих же условиях весовым методом равна (0.078-0.08) г/(м²·час).

Таблица 5.1

Результаты экспресc – контроля скорости коррозии

Рассмотренный эксперимент иллюстрирует преимущества предложенного метода, который позволяет определять не только среднюю, но и мгновенную скорость коррозии в любой момент времени.

5.2.Контроль концентрации растворенного кислорода на основе анализа нестационарной диффузии его к катоду

Методы определения концентрации молекулярного кислорода, растворённого в водных растворах, применяются при контроле коррозионной агрессивности рабочих водных сред в теплоэнергетике и других областях техники, использующих тепломассообменное оборудование, а также при экологическом мониторинге окружающей водной среды.

Наибольшее распространение получил электродиффузионный (электрохимический) метод контроля, при котором через проточную электрохимическую ячейку, заполненную исследуемым раствором, пропускают постоянный электрический ток (см. рис.5.6). На катоде при этом происходит реакция электрохимического восстановления кислорода

, (5.18)

с его поглощением. В глубине раствора подвод кислорода осуществляется вынужденной конвекцией, в прикатодном диффузионном слое – диффузией. На поверхности катода концентрация кислорода меньше, чем в глубине раствора, поэтому возникает градиент концентрации по нормали к катоду, и поток его равен

, (5.19)

или приближенно

, (5.20)

где − коэффициент диффузии, − толщина диффузионного слоя, − концентрация кислорода в глубине жидкости, − концентрация его у поверхности катода. Контроль заключается в нахождении . Если устанавливается такой ток, для поддержания которого требуется весь кислород приэлектродного слоя, то и

. (5.21)

В этом случае возникает режим предельного диффузионного тока, электрический ток будет равен

, (5.22)

или приближенно

, где , (5.23)

где – число электронов участвующих в реакции, – константа Фарадея, – площадь катода. Отградуировав амперметр на измерение концентрации в соответствии с (5.23), можно измерять последнюю. Таким образом, рассмотренный случай − это пример прямого измерения.

Всё сказанное относится к случаю стационарной диффузии, когда поток исследуемой жидкости стабилизирован, а толщина диффузионного слоя и предельный диффузионный ток постоянны во времени.

Основные затруднения в применении данного метода связаны с необходимостью обеспечить постоянство коэффициента пропорциональности в формуле (5.23). При рассмотрении диффузионного слоя нужно отметить, что он является частью гидродинамического пограничного слоя и зависит от кинематический коэффициент вязкости .Сам гидродинамический слой зависит от расстояния между рассматриваемой точкой электрода и точкой набегания потока жидкости, а также от скорости в ядре потока

, .

Следовательно, коэффициент пропорциональности равен

.

Но величины входящие в этот коэффициент зависят от колебаний температуры, давления, состава раствора, степени шероховатости поверхности, скорости потока жидкости и т.д. Поэтому, коэффициент пропорциональности также может изменяться, а это приведет к неоднозначности в определении концентрации кислорода. Для обеспечения постоянства данного коэффициента, используют технически сложные кислородомеры с газопередающей системой, а рабочую поверхность катода покрывают специальной пленкой. При этом возникают свои технические проблемы.

Данных затруднений можно избежать, если рассматривать процесс нестационарной диффузии, когда жидкость внутри датчика неподвижна, а перенос кислорода осуществляется диффузией не только в диффузионном пограничном слое, но и во всем объеме. При этом, само понятие диффузионного слоя вряд ли применимо, скорее можно говорить о диффузионном фронте постепенно распространяющемся вглубь раствора. Поскольку процесс нестационарен, предельный диффузионный ток изменяется во времени.

На основе решения краевой задачи нестационарной диффузии кислорода к катоду, работающему в режиме предельного диффузионного тока, предлагается рассчитать зависимость тока от времени, причём коэффициенты этой зависимости будут связаны с коэффициентом диффузии и начальной концентрацией кислорода , подлежащей контролю в данном методе. Измеряя участок этой зависимости в эксперименте, и сопоставляя коэффициенты экспериментальной и расчетной зависимостей, определяют исходную концентрацию кислорода, а при необходимости и коэффициент его диффузии [25].

При таком подходе к проблеме, толщина диффузионного слоя не участвует в определении искомой концентрации в виду отсутствия самого слоя. Коэффициент диффузии используется при контроле, но его не нужно знать заранее, так как он определяется в том же эксперименте, что и концентрация кислорода . В этом заключается преимущество предлагаемого метода.

Для организации такого контроля нужно использовать непроточный герметичный датчик.

На начальном этапе толщина объема вовлеченного в процесс диффузии мала, диффузионный фронт медленно распространяется от катода к аноду. Для постановки математической задачи, важно знать: при каких условиях нужно считать анод расположенным на бесконечном расстоянии от катода? Ответ на этот вопрос зависит от того, на какое расстояние распространится диффузионный фронт за выбранный промежуток времени . Из соображений удобства проведения измерений, выберем промежуток времени между началом диффузии (подачей напряжения на электроды) и началом измерений секунд. Если за это время процесс диффузии распространится на расстояние много меньшее, чем расстояние до анода, то анод следует считать расположенным на бесконечности. Так как коэффициент диффузии имеет размерность [мм²/с], его можно представить в виде

,

где - характерный размер. При 25⁰С коэффициент диффузии кислорода в воде равен мм²/с, тогда = 0,5 мм. Если расстояние до анода существенно больше, то следует считать, что координата , направленная по нормали от катода в глубину раствора изменяется в интервале .

Обычно в кислородомерах напряжение на электроды подается потенциостатическим способом так, чтобы напряжение не изменялось, как бы не изменялось внутреннее электрическое сопротивление электрохимической ячейки. Кроме того, величина подаваемого напряжения должна сразу же после включения обеспечить режим предельного диффузионного тока. Тогда весь подводимый кислород без остатка расходуется в реакции (5.18). Поэтому его концентрация на катоде, где , равна нулю в любой момент времени

. (5.24)

При математической постановке задачи соотношение (5.24) играет роль граничного условия. Кроме того, выполняется начальное условие

, (5.25)

которое означает, что в момент включения и до него кислород равномерно распределен по объему с исходной концентрацией .

Выведем дифференциальное уравнение для процесса нестационарной диффузии кислорода в полости датчика, изображённого на рис.5.6, при условии, что расстояние между электродами порядка 1 мм. Выделим в растворе малый объёме (см.рис.5.7). Через верхнюю грань (x) втекает масса кислорода m(x), а через нижнюю − вытекает масса m(x+dx). Введём понятие плотности потока вещества j_m(x), как массу проходящую через единицу поверхности dS в единицу времени dt. Используя, кроме того, первый закон Фика, который гласит, что плотность потока пропорциональна градиенту концентрации растворённого кислорода, запишем

,

(5.26)

, ,

,

. (5.27)

Поскольку задача нестационарная, то в выделенном объёме происходит изменение массы (а значит и концентрации кислорода) во времени

. (5.28)

В выделенном объёме отсутствуют источники или стоки кислорода, поэтому изменение во времени возможно только за счёт разности втекающего и вытекающего потоков Δm

. (5.29)

Приравняв (5.28) и (5.29) и сократив на dVdt (dV = dxdS), получим дифференциальное уравнение нестационарной диффузии

. (5.30)

Плотность потока на границе анода и жидкости равна нулю, так как там не выделяет и не поглощает кислород. Тогда в соответствии с законном Фика, выполняется граничное условие

, (5.31)

Дифференциальное уравнение (5.30), начальное условие (5.25) и граничные условия (5.24) и (5.31), образуют краевую задачу, которая является математической моделью процесса диффузии.

Решением данной краевой задачи является ряд

. (5.32)

Непосредственной подстановкой можно убедиться, что этот ряд удовлетворяет и дифференциальному уравнению и условиям однозначности.

Вычислим производную на катоде

, (5.33)

и оценим скорость сходимости этого ряда при , м²/с. В таблице 5.2 представлены первый (S₁) и второй (S₂) члены ряда (5.33)

Таблица 5.2

Оценка сходимости ряда (5.33)

в зависимости от времени. Из таблицы следует, что через 300 секунд после включения установки вторым и последующими членами этого ряда можно пренебречь, поскольку второй член ряда составляет 1 % от первого, остальные члены ряда пренебрежительно малые величины. Таким образом, можно ограничится только первым членом ряда.

Используем формулу (5.22), рассчитаем зависимость предельного диффузионного тока от времени (учтено, что n=4)

. (5.34)

В полулогарифмических координатах она имеет вид прямой (рис. 5.8)

, (5.35)

где константы и определяются по формулам:

, (5.36)

Измерив участок данной зависимости, находим в эксперименте и . Для этого строится регрессионная зависимость по методу наименьших квадратов (см. параграф 4.10), в соответствии с которой коэффициенты и вычисляются по формулам

, ,

где N − число измерений, .

Определив и и подставляя их в формулы (5.36), находим концентрацию кислорода C₀ и коэффициент диффузии D.

В качестве зависимости (5.1) в рассмотренном примере выступают соотношения (5.36), в качестве искомой величины Y − концентрация растворённого кислорода C₀ и коэффициент его диффузии D, в качестве измеряемой величины Ω − коэффициенты и . Подчеркнём, что зависимости (5.36) и параметры a и b получены в результате математического, а не физического анализа.

Охрана измененных человеком ландшафтов. Особо охраняемые природные территории. Заповедники

Охрана ландшафта - это система административно-правовых, организационно-хозяйственных, экономических, технологических, биотехнических, просветительских и пропагандистских мероприятий, направленных на сохранение выполнения ландшафтом основных социально-экономических функций

Находясь в постоянном контакте и взаимодействии с природой, человек вносит определенные изменения в сложившиеся природные комплексы ландшафтов (не затронутых хозяйственной деятельностью ландшафтов, по существу, не осталось). Ландшафты, подвергшиеся в той или иной мере воздействию человека, называют антропогенными.

Не все антропогенные ландшафты являются лучшими по сравнению с естественными. Некоторые из них, измененные непреднамеренной деятельностью человека, хотя и сохраняют характерные черты природных комплексов, представляют собой обезображенные территории, покрытые различными отходами: пустой породой, шлаками, остатками строительных материалов, терриконами, рытвинами, твердым мусором и т. п.

Большая часть антропогенных ландшафтов создана людьми в интересах удовлетворения своих материальных, духовных и культурных потребностей.

Выделяют несколько видов антропогенных ландшафтов:

- городской - многоцелевого назначения, формирующийся в процессе создания и функционирования города;

- сельскохозяйственный (территории с преобладанием полей, лугов, пастбищ), формирующийся для целей и под влиянием сельскохозяйственного производства;

- лесохозяйственный (искусственные лесонасаждения), формирующийся для целей и под влиянием лесного хозяйства;

- водохозяйственный;

- промышленный;

- селитебный (антропогенные ландшафты населенных мест: городов и сел с их постройками, улицами, дорогами, садами и парками);

- рекреационный (природный комплекс, выполняющий функции оздоровления и отдыха людей за счет естественного потенциала и приспособленной инфраструктуры).

Уход за ландшафтом - это система регулярных мероприятий, направленных на поддержание свойств ландшафта в таком состоянии, при котором успешно выполняются возложенные на него социально-экономические функции.

В понятие ухода за ландшафтом входят:

- Улучшение ландшафта - это система мероприятий, направленная на изменение ландшафта с целью формирования или совершенствования благоприятных для человека свойств ландшафта.

- Рекультивация ландшафта - комплекс работ, направленных на восстановление хозяйственной, медико-биологической и эстетической ценности нарушенного ландшафта

- Консервация ландшафта - изъятие ландшафта из использования с целью сохранения его состояния

- Оптимизация ландшафта - это деятельность по обеспечению наиболее эффективного выполнения ландшафтом социально-экономических функций при сохранении ресурсовоспроизводящих и средоформирующих свойств.

При решении экологических проблем должны предусматриваться следующие виды деятельности:

- местный (локальный) и глобальный экологический мониторинг, т. е. изменение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;

- восстановление и охрана лесов от пожаров, вредителей и болезней;

- дальнейшее расширение и увеличение заповедных зон, эталонных экосистем, уникальных природных комплексов;

- охрана и разведение редких видов растений и животных;

- международное сотрудничество в деле охраны среды;

- широкое просвещение и экологическое образование населения.

Согласно Федеральному закону Российской Федерации «Об особо охраняемых природных территориях» от 14.03.1995 (ред. от 25.06.2012) особо охраняемые природные территории (ООПТ) - это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны. Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния.

Основу системы ООПТ России составляют государственные природные заповедники, национальные парки и государственные природные заказники.

Всего в России создано более 13 тысяч ООПТ федерального, регионального и местного значения. Из них федеральных ООПТ 266, к которым относятся 101 заповедник, 41 национальный парк и 69 государственных природных заказников федерального значения, а также памятники природы, курорты и др. категории ООПТ. Общая площадь ООПТ федерального значения около 580 тысяч квадратных километров в 84 из 87субъектов Федерации. Эта система природных резерватов уникальна и представляет исключительную ценность с точки зрения поддержания естественного функционирования экосистем и сохранения биоразнообразия, в том числе редких и исчезающих видов, а также экологического мониторинга, научных исследований и экологического просвещения не только в российском, но и в мировом масштабе.

Выделяют семь категорий ООПТ:

1. государственные природоохранные заповедники (в том числе биосферные);

2. национальные парки;

3. природные парки;

4. государственные природные заказники;

5. памятники природы;

6. дендрологические и ботанические сады;

7. лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Правительство РФ, а также местные органы самоуправления могут устанавливать иные категории ООПТ, например: охраняемые береговые линии, биологические станции, микрозаповедники и другие.

1. Заповедники(государственные природные заповедники) – это природоохранные, научно-исследовательские и эколого-просветительские учреждения, создаваемые с целью изучения естественного хода природных процессов и явлений, сохранения генетического фонда растительного и животного мира, отдельных видов и сообществ растений и животных, типичных и уникальных экологических систем.

Государственный природный заповедник учреждается постановлением Правительства Российской Федерации, принимаемым по представлению федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды. Расширение территории государственного природного заповедника производится в том же порядке.

В России заповедники - это традиционная и наиболее жёсткая форма территориальной охраны природы, имеющая приоритетное значение для сохранения биологического разнообразия. Особо охраняемые природные комплексы и объекты (земля, недра, воды, растительный и животный мир), находящиеся на территории заповедников, полностью изымаются из хозяйственного использования и предоставляются в пользование (владение) заповедников на правах, предусмотренных федеральными законами. Они имеют природоохранное, научное, эколого-просветительское значение как образцы естественной природной среды, типичные или редкие ландшафты, места сохранения генетического фонда растительного и животного мира.

Заповедники организуются постановлением Федерального правительства и находятся под совместным управлением Федерации и ее Субъекта, на территории которого они располагаются - чисто федеральной собственности на природные объекты действующее законодательство страны не предполагает. Территории заповедников полностью изымаются из хозяйственного использования и не могут отчуждаться.

Задачи государственных природных заповедников:

а) осуществление охраны природных территорий в целях сохранения биологического разнообразия и поддержания в естественном состоянии охраняемых природных комплексов и объектов;

б) организация и проведение научных исследований, включая ведение Летописи природы;

в) осуществление государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды);

г) экологическое просвещение и развитие познавательного туризма;

д) содействие в подготовке научных кадров и специалистов в области охраны окружающей среды.

На территории заповедника выделяется зона, полностью закрытая для всякого воздействия. Нередко вдоль границ заповедников располагаются их охранные зоны, выполняющие буферную функцию за счет ограничений на определенные виды хозяйственной деятельности.

На территории государственного природного заповедника запрещается любая деятельность, противоречащая задачам государственного природного заповедника и режиму особой охраны его территории, установленному в положении о данном государственном природном заповеднике.

На территориях государственных природных заповедников запрещается интродукция живых организмов в целях их акклиматизации.

В государственных природных заповедниках могут выделяться участки, на которых исключается всякое вмешательство человека в природные процессы.

Размеры этих участков определяются исходя из необходимости сохранения всего природного комплекса в естественном состоянии.

На специально выделенных участках частичного хозяйственного использования, не включающих особо ценные экологические системы и объекты, ради сохранения которых создавался государственный природный заповедник, допускается деятельность, которая направлена на обеспечение функционирования государственного природного заповедника и жизнедеятельности граждан, проживающих на его территории, и осуществляется в соответствии с утвержденным индивидуальным положением о данном государственном природном заповеднике.

Пребывание на территории государственных природных заповедников граждан, не являющихся работниками данных заповедников, или должностных лиц, не являющихся сотрудниками органов, в ведении которых находятся данные заповедники, допускается только при наличии разрешений этих органов или дирекций государственных природных заповедников.

На равнинных плотно заселенных людьми участках с продуктивными почвами создание заповедников затруднено. В таких районах создание ООПТ высокого ранга встречает ожесточенное сопротивление природопользователей, поэтому если ООПТ и создаются, то имеют здесь небольшие, порой, точечные размеры. Особенно сложной является ситуация с охраной природных экосистем, расположенных в пределах степной зоны, где эти экосистемы наиболее интенсивно трансформированы. Именно здесь немногие имеющиеся заповедники крайне малы по площади, а в сибирской части этой зоны их и вообще нет. В то же время наиболее крупные заповедники расположены либо в малотрансформированных Арктике и сибирской тайге, либо в горнолесных районах.

Старейший из существующих заповедников России – Баргузинский (Бурятия)- был создан в 1916 г. Первый бум создания заповедников пришелся на 30-е гг.. В 1951 и 1961 гг. прошли две волны закрытия заповедников и существенного сокращения площадей сохранявшихся. Новая очень мощная волна создания заповедников наблюдается уже в 90- х гг. В 1993 году в системе Госкомприроды России было создано 6, в 1994 году - 5, в 1995 г. - 4, в 1996 г. - 1 и в 1997 г. - 4 новых заповедника. Таким образом, за 5 лет было создано более одной пятой существующих в стране заповедников общей площадью в 10,3 млн. га, т.е. почти треть заповедной территории страны.

В столь высокой интенсивности создания новых заповедников проявилось ряд обстоятельств переломной эпохи:

- Во-первых, это перераспределение власти от центра к местным органам - экологическая общественность легко добивалась успеха на местных уровнях, апеллируя к региональному престижу местных властных элит в регионах, где до последнего времени заповедники отсутствовали.

- Во-вторых, сказался резкий рост активности "зеленых" движений в конце 80-х - начале 90-х гг.

- В-третьих, положительный эффект возымела неясность в вопросах собственности на землю. Пока земля не получила реальных собственников или не вернулась полностью в руки государственных чиновников, сопротивление производителей природоохранным усилиям экологов оказалось ослабленным. Позже такого же благоприятного периода не будет при любом сценарии развития России.

Статус государственных природных биосферных заповедников имеют государственные природные заповедники, которые входят в международную систему биосферных резерватов, осуществляющих глобальный экологический мониторинг.

Концепция биосферного резервата была разработана в 1974 г. рабочей группой программы «Человек и биосфера» (МАБ) ЮНЕСКО.

UNESCO's Man and the Biosphere Programme (MAB) (англ.) или Программа ЮНЕСКО «Человек и биосфера» (МАБ) (рус.).

Через два года началось формирование их Всемирной Сети по программе «Человек и биосфера», поддерживающей сегодня обмен информацией, опытом и специалистами между 440 резерватами планеты. Они созданы в 97 странах и сохраняют участки малонарушенных экосистем большинства биогеографических провинций Земли на площади не менее 300 млн. га.

Эта Сеть имеет ключевое значение для достижения следующих задач программы МАБ:

- обеспечение устойчивого равновесия между порой конфликтующими целями сохранения биологического разнообразия,

- содействия экономическому развитию и сбережения соответствующих культурных ценностей.

«Сеть является инструментом сохранения биологического разнообразия и устойчивого использования его компонентов, внося вклад в достижение целей Конвенции о биологическом разнообразии и других соответствующих конвенций и актов».

Согласно Севильской стратегии (1995), концептуального международного документа по биосферным резерватам, их принципиальная особенность – ориентация на всемерное содействие региональному устойчивому развитию на основе сохранения естественных экосистем, изучения их свойств и динамики, разработки методов природользования, адекватных местным природным условиям и культурным традициям.

Задача стратегии заключается в определении роли биосферных резерватов в развитии некой новой концепции взаимосвязи между сохранением окружающей среды и развитием.

Определены десять ключевых направлений, составляющих основу Севильской Стратегии.

Цели Севильской стратегии:

1. Использование биосферных резерватов для сохранения природного и культурного разнообразия.

2. Использование биосферных резерватов в качестве моделей управления территориями и экспериментальной базы устойчивого развития.

3. Использование биосферных резерватов для проведения научных исследований, мониторинга, образования и профессиональной подготовки.

4. Претворение в жизнь концепции биосферных резерватов.

Биосферными резерватами являются зоны наземных и прибрежных/морских экосистем или сочетание таких экосистем, международно-признанные в рамках программы ЮНЕСКО «Человек и биосфера» (МАБ) в соответствии с Положением Севильской стратегии.

Для включения во Всемирную сеть каждый биосферный резерват должен отвечать минимуму критериев и условий. Биосферные резерваты должны выполнять три взаимодополняющие функции (Статья 3 Севильской стратегии):

- сохранение - вклад в сохранение ландшафтов, экосистем, видов и генетических разновидностей;

- развитие - содействие экономическому и социальному развитию, устойчивому в социально-культурном и экологическом отношении;

- научно-техническая - поддержка демонстрационных проектов, экологического образования и подготовки кадров в области окружающей среды, научных исследований и мониторинга, которые связаны с местными региональными, национальными и глобальными вопросами сохранения среды и устойчивого развития.

Каждый биосферный резерват должен включать три элемента.

1. Одну или несколько основных территорий (или ядер), пользующихся долгосрочной защитой и позволяющих сохранять биологическое разнообразие, вести наблюдение за наименее нарушенными экосистемами, проводить исследования и другую не вносящую больших нарушений деятельность (например, в области образования);

2. Четко определенную буферную зону, которая обычно располагается вокруг ядер или примыкает к ним и которая используется для осуществления на основе сотрудничества экологически безопасной деятельности, в том числе в области экологического образования, досуга. экотуризма, а также прикладных и фундаментальных исследований;

3. Гибкую переходную зону (или зону сотрудничества), где могут проводиться некоторые виды сельскохозяйственной деятельности, размещаться населенные пункты, или которая может использоваться в других целях и в пределах которой местные общины, административные и научные учреждения неправительственные организации, культурные общества, деловые круги и другие партнеры работают совместно в целях рационального управления и устойчивого воспроизводства ресурсов этой территории.

Одним из наиболее важных достоинств концепции биосферного резервата является гибкость и творческий подход к ее реализации в весьма разнообразных ситуациях.

Биосферный резерват – это многофункциональная охраняемая природная территория, участвующая в решении широкого спектра взаимодополняющих экологических и социальных задач:

- сохранение эталонных природных сообществ;

- сохранение систем жизнеобеспечения населения региона;

- развития традиционной экологически приемлемой практики землепользования и сохранение связанных с ней культурных ценностей;

- долгосрочных экологических исследований и мониторинга;

- содействия развитию местного и регионального рационального природопользования;

- обмена знаниями и опытом на локальном, национальном и международном уровнях;

- сотрудничества в решении проблемы охраны и использования природных ресурсов и помощи в разрешении конфликтов.

Биосферные резерваты утверждаются Международным координационным советом Программы МАБ по заявке соответствующего государства. И остаются под исключительным суверенитетом того государства, в котором они расположены.

Статус каждого биосферного резервата следует периодически пересматривать раз в десять лет.

В качестве секретариата Сети выступает ЮНЕСКО.

Дата добавления: 2014-07-11; просмотров: 729; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!