Сайт доктора С.Н. Гашева

Тема: "Разработка методики оценки критических антропогенных нагрузок, устойчивости и технологий реабилитации экосистем Западной Сибири"

Гашев С.Н., Елифанов А.В., Хорошавин В.Ю., Кремлева Т.А.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СТАБИЛЬНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ СООБЩЕСТВ ОРГАНИЗМОВ

доступна по ссылке:

http://doctor-gashev.ucoz.com/metodika_ocenki_ustojchivosti_ehkosistem.pdf

     2. Научный руководитель НИР: Гашев Сергей Николаевич - д.б.н., профессор

    3. Вуз, в котором проводится НИР:  ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный университет»

4. Основание для проведения НИР: задание №___ на выполнение государственных работ в сфере научной деятельности в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки России.

5. Соответствие проводимых исследований:

      - приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации: науки о жизни, рациональное природопользование.

      - приоритетным направлениям модернизации и технологического развития экономики России: химическая, биологическая и бактериологическая безопасность,

      - критическим технологиям: технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

6. Научное (научно-образовательное) направление вуза, по которому проводится НИР: Экология

7. Коды темы по рубрикатору ГРНТИ:

34.35.25 Биоценозы, экосистемы

34.35.51 Антропогенные воздействия на экосистемы

87.15.00 Загрязнение окружающей среды. Контроль загрязнения

8. Ключевые слова и словосочетания, характеризующие тематику НИР и ожидаемые результаты (продукцию): качество окружающей среды, устойчивость экосистем, загрязнение, изменение климата, состояние здоровья населения, реабилитация, рациональное природопользование.

9. Сроки проведения: начало - 2014 ,  окончание - 2016.

10. Плановый объём средств на проведение НИР: 4 742 784,81 рублей (суммарно из календарного плана)

11. Цели, содержание и основные требования к проведению НИР:

Цель исследований – создание научно-обоснованной методики оценки состояния и предотвращения деградации экосистем, реабилитации нарушенных территорий и сохранения здоровья населения в  условиях разработки нефтегазовых месторождений Западной Сибири (с учетом специфики факторов загрязнения и изменения климата). Для достижения поставленной цели будет решаться ряд фундаментальных задач в области наук о Земле и Жизни коллективом НОЦ по изучению устойчивости природных сред»: 1) выявление механизмов круговорота эндогенных и техногенно-привнесённых элементов, взаимодействие их с природными факторами в условиях Западной Сибири, прогноз влияния возможного изменения климата на экосистемы; 2) развитие представлений об устойчивости и адаптационных возможностях биологических систем к условиям многофакторного загрязнения, ранняя диагностика нарушений, о “критической точке” необратимых изменений организмов и экосистем; 3) разработка методов определения критических уровней и нагрузок, основанных на данных доза-эффектных зависимостей; 4) разработка рекомендаций по организации экологического мониторинга территорий, подверженных антропогенным воздействиям, а также состояния здоровья населения; 5) расчеты необходимых уровней снижения загрязнения для естественного восстановления экосистем; 6) разработка инновационных технологий реабилитации среды обитания человека в условиях различных природно-климатических зон Западной Сибири.  Методологической основой работы является комплексный междисциплинарный подход, объединяющий специалистов, эколого-географического, химического и биологического профиля в коллективе НОЦ по изучению устойчивости природных сред..

1) Основными видами работ эколого-географического направления будут исследования, нацеленные на получение исходной информации о состоянии водных и околоводных экосистем и выявление динамики изменений по мере роста продолжительности и интенсивности природопользования. Накопленный фактический материал позволит привлечь к работе методы математического моделирования, направленные на решение задач, связанных с выявлением, оценкой и контролем за рассредоточенными источниками загрязнения окружающей среды. Предполагается активное использование методов картографии, основная задача которых связана с визуализацией данных химико-аналитических работ, анализа причин и процессов миграции загрязняющих веществ с тех или иных территорий на исследуемые водосборы. Методы палеогеографии будут востребованы при анализе динамики процессов загрязнения окружающей среды и для прогнозных исследований. 2) Работа в области химического направления основана на обработке большого объема экспериментальных данных и современных научных представлениях в области аналитической химии, геохимии и других наук. Геохимические исследования проводятся на базе Лаборатории экологических исследований (Аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.511630 от 04.10.2010), и ЦКП ТюмГУ «Химический анализ и идентификация веществ». В аналитическую программу работ войдет значительный перечень абиотических показателей и методов исследования. В работе применяется методика  исследований формирования качества вод, разработанная на основе обобщения опыта ведущих институтов мира по исследованию качества вод в ходе выполнения ряда международных проектов по проблемам изучения закисления, эвтрофирования и загрязнения металлами. Для повышения чувствительности аналитических методик используется комбинирование методов, современное оборудование для жидкостной и твердофазной экстракции. 3) Основой работ биологического профиля будут натурные и экспериментальные исследования, методологически позволяющие репрезентативно и адекватно оценить характер и степень влияния различных антропогенных факторов (в первую очередь, химического загрязнения среды обитания) на экологические и биологические системы разного уровня, включая состояние здоровья населения региона. Сложная мультипопуляционная антропоэкосистема Западной Сибири подвергается природному и антропогенному экологическому риску: число физиологических, психологических, генетических факторов риска здоровью и развития дизадаптаций и патологий неинфекционного происхождения растет. Необходима идентификация факторов риска по состоянию адаптационного потенциала человека, стрессоустойчивости и неспецифической резистентности. Для этого в ходе комплексных работ планируется использование как общепризнанных, так и авторских методов и подходов.

12. Ожидаемые результаты НИР:

Теоретический итог. По мере развития научных исследований и расширения возможностей аналитических измерений, приобретения опыта молодыми специалистами НОЦ будут получены новые результаты и совершенствоваться знания об антропогенных изменениях в природе в глобальном и региональном масштабах. Итогом междисциплинарных исследований будет синтез фактов и знаний различных дисциплин для объяснения новых явлений и законов антропогенных преобразований в биосфере, понимания биогеохимических циклов экотоксикантов, антропогенной эволюции экосистем, что внесет вклад в мировую науку, привлечет интерес мирового научного сообщества, обеспечит включение участников проекта в международные программы. Практический выход. Полученные научно обоснованные методики по снижению антропогенных нагрузок позволят направить усилия на ускорение процессов восстановления и сохранения ключевых функций экосистем при дальнейшем освоении нефтегазовых и полиметаллических месторождений. Будет развита теория критических нагрузок как научная основа для разумного ограничения антропогенных воздействий на природные среды, обоснованы методики оценки состояния экосистем, оценено состояние здоровья населения в зонах повышенной антропогенной нагрузки, что может обеспечить концентрацию финансирования на ключевых вопросах, обеспечивая тем самым рациональные методы природопользования и охраны здоровья населения региона.

13. Научная, научно-техническая и практическая ценность ожидаемых результатов: технико-экономические показатели:

Научная ценность проекта состоит в том, что в результате его реализации будет получена обобщенная информация о экологическом состоянии территорий, подверженных интенсивному воздействию нефтегазодобывающего комплекса в пределах Западной Сибири. На основе полученных данных и изучения реакции на сложившуюся ситуацию биологических организмов и их сообществ, будут установлены нормы воздействия факторов на окружающую среду. Важным этапом работы станет ведение информационной базы источников загрязнения, имеющей, в том числе, и картографическое отображение. Работа над проектом также позволит расширить знания о соотношении природных и антропогенных факторов в формировании экологической ситуации на территории Западной Сибири. Базы данных по химическому составу природных вод, донных отложений и почв ЗС (Exel), по источникам загрязнения окружающей природной среды и карта распределения источников загрязнения экосистем по исследуемой территории ЗС будут использованы в учебном процессе и в качестве основы для фундаментальных исследований в области экологии и рационального природопользования. Предложения по корректированию системы мониторинга качества вод c учетом зональной и региональной специфики имеют прикладное региональное значение. Результаты научно-исследовательской работы внесут существенный вклад в решение фундаментальной проблемы – расширение теоретических знаний  о процессах геохимической миграции природных и антропогенных элементов и веществ, взаимодействия загрязняющих веществ с природными факторами, определяющих интегральные характеристики физико-химических  и биологических свойств экосистем. Разработанные в ходе исследований фундаментальные принципы комплексного подхода к изучению природных систем в условиях антропогенного загрязнения соответствуют мировому уровню исследований.

14. Планируемые показатели

16. Предполагаемое использование результатов (продукции):

Полученные результаты станут основой экологического мониторинга, моделирования миграции загрязняющих веществ, расчета критических нагрузок. Знание траектории антропогенных модификаций в периоды деградации экосистем и их восстановления необходимо для проведения научно-обоснованных практических  мероприятий по ускорению самоочищения вод и процессов восстановления экосистем. Результаты могут быть использованы при экологической экспертизе существующих и проектируемых предприятий нефтегазовой индустрии.

17. Предполагаемое использование результатов работы в учебном процессе:

В учебном процессе будут использованы результаты проведенных работ и созданные разработки для чтения лекций и проведения практических занятий по таким дисциплинам, как гидрохимия,  химический анализ объектов окружающей среды, биоиндикация,  методика экологического мониторинга, экология животных, экология человека и др., для проведения курсов повышения квалификации. В ходе проведения работ предполагается выполнение дипломных проектов и магистерских диссертаций, кандидатских диссертаций по тематике настоящего исследования.

18. Этапы НИР:

19. Перечень научной, технической и другой документации, представляемой по окончании НИР: Методика оценки стабильности и устойчивости сообществ организмов, база данных об источниках загрязнения окружающей природной среды, карта распределения источников загрязнения экосистем по исследуемой территории. рекомендации по восстановлению нарушенных экосистем. предложения по технологиям охраны водных объектов и наземных экосистем от неблагоприятных антропогенных воздействий,. отчет по НИР, монографии, научные статьи.