Проблемы экологии биологических систем
| Вид материала | Отчет |
СодержаниеПроблемы энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Общественные науки Экономические проблемы природопользования ВНИИСХ радиологии и агроэкологии ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии Почвенным институтом им. В. В. Докучаева ВНИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова ВНИПТИ органических удобрений Агрофизическим научно-исследовательским институтом Владимирским НИИСХ ВНИИ гидротехники и мелиорации ВНИИ орошаемого земледелия ВНИИ сельскохозяйственного использования мелиорированных земель ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова Краснодарский НИИСХ, Ставропольский НИИСХ, Самарский НИИСХ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур ВНИИ кормов ВНИТИ ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка ... Практическая работа «Экология: основные закономерности. Биосфера», 175.21kb. ^ Проблемы энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Совместно с организациями Минатома России (Отраслевой центр по расчетным кодам, СПб Атомэнергопроект), федеральными научными центрами (ВНИИЭФ и РНЦ “Курчатовский Институт”) при головной роли ИБРАЭ РАН разработан интегральный российский код РАТЕГ-СВЕЧА по анализу безопасности АЭС. Основу интегрального кода составляют программа РАТЕГ, разработанная во ВНИИЭФ и моделирующая теплогидравлические процессы, и программа СВЕЧА, разработанная в ИБРАЭ РАН, моделирующая раннюю стадию разрушения активной зоны реактора. Программа СВЕЧА включает комплекс моделей физико-химического взаимодействия материалов при разогреве активной зоны, вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов и механического поведения оболочки ТВЭЛов, выхода продуктов деления. РАТЕГ-СВЕЧА используется для анализа безопасности Тяньваньской АЭС с реактором ВВЭР-1000 (ИБРАЭ РАН). Разработан новый подход для численного моделирования процессов тепломассопереноса для анализа тяжелых аварий на АЭС, на основе которого созданы гидродинамические коды CONV2D и CONV3D, позволяющие анализировать процессы диффузии/конвекции с учетом плавления, в том числе бинарных смесей. Коды верифицированы на широкой базе экспериментальных данных. Разработаны модели формирования твердых структур на границе расплава реакторных материалов с учетом реальных фазовых диаграмм состояний. Головной исполнитель проекта – ИПБЯЭ РНЦ “Курчатовский Институт”. Расчетно-теоретическое сопровождение экспериментальных исследований в проекте возложено на ИБРАЭ РАН (ИБРАЭ РАН). Проведен комплекс исследований по сравнительной оценке экологических рисков. Научно-методической основой для разработки и получения интегральных оценок экологической опасности техногенных воздействий явились современные научные подходы в области анализа экологических рисков. Сравнительный анализ последствий техногенного воздействия, обусловленного поступлением загрязняющих веществ (радиоактивных и химических) в окружающую среду с выбросами и сбросами предприятий ядерного топливного цикла и других отраслей экономики, позволил определить вклад предприятий атомной энергетики и промышленности в обострение экологической ситуации в районах их размещения. Выполнены многочисленные оценки рисков для здоровья населения как в региональном масштабе, так и в целом по России. Показано, что роль радиационного фактора среди других техногенных рисков пренебрежимо мала, а по ряду химических загрязняющих веществ и по содержанию в атмосферном воздухе взвешенных частиц риски находятся на неприемлемо высоком уровне (ИБРАЭ РАН). Разработаны дистанционные методы и геоинформационная технология экологического мониторинга водоохранных зон водохранилищ питьевого водоснабжения и выявления структурно-тектонических факторов при геологических изысканиях по материалам космической съемки (НГИЦ РАН). ^ Общественные науки Изучались процессы солидаризации, формирования толерантности, предупреждения ксенофобии и экстремизма, причины появления и способы разрешения социальных конфликтов, межэтнические напряженности в условиях глобализации, возникновение социокультурных и экологических рисков (ИС РАН). Разработана система показателей технологической безопасности России, включающая более 300 индикаторов, которые позволяют провести комплексную оценку текущего уровня и динамики усиления (ослабления) угроз технологической безопасности России (ЦЭМИ РАН). Опубликована монография “Опыт комплексного исследования проблем территориального развития”, в которой с междисциплинарных позиций описана организация региональных хозяйственных систем. Показаны их разнообразные свойства и качества, отражена технология координации фирменных и общих региональных стратегий. Особое внимание уделено согласованию экономических, социальных, экологических, этнокультурных и геополитических аспектов “северного измерения” (ИСЭЭПС КомиНЦ УрО РАН). ^ Экономические проблемы природопользования Подготовлена серия научных отчетов, в том числе: “Расчетно-методические основы параметрических характеристик экологического страхования при размещении отходов производства и потребления”, в котором даны предложения по совершенствованию концепции экологического страхования как подсистемы федеральной системы национальной безопасности; уточнены различные варианты методик расчета параметрических характеристик страхования риска загрязнения окружающей природной среды и проведена работа по их адаптации к объектам размещения отходов производства и потребления (ИПР РАН). Разработана методика совершенствования экономического механизма регулирования системы водопользования (ИАП РАН). Издана коллективная монография “Эколого-экономическое обоснование сбалансированных форм регионального развития в системе “общество-природа”, в которой дан анализ широкого круга проблем сбалансированных форм развития регионов хозяйственного освоения и устойчивого состояния региональной среды обитания, формирующих внутрисистемный процесс динамического равновесия природопользования (ИПРЭ РАН, СПб ГПУ). Подготовлен научный отчет “Разработка теоретико-методологических основ социально-экономического развития регионов в контексте формирования социально-ориентированной экономики”, в котором предложены научно-обоснованные принципы построения единого эколого-экономического пространства на региональном уровне и предложены пути реформирования экологической и в целом региональной политики хозяйствования (ИПРЭ РАН). Разработаны методические основы и практические рекомендации по формированию стратегических резервов нефти в России, способствующих эффективному регулированию объемов добычи, экспорта и внутреннего потребления. Разработана динамическая модель анализа взаимосвязи социально-экономических и экологических показателей в региональных макроэкономических расчетах с выделением блоков показателей: потребления природных ресурсов; природно-ресурсного потенциала территорий; загрязнения окружающей среды (СОПС РАН и Минэкономразвития России). По теме “Разработка научных основ сохранения природного биоразнообразия рекреационных регионов”: составлен кадастр особо охраняемых природных территорий высшего ранга региона Сочи (государственные заповедники, национальные парки, федеральные заказники); дана оценка негативного потенциального воздействия на природно-территориальный комплекс строительства объектов горно-климатического курорта Красная Поляна (СНИЦ РАН). Разработана и доведена до практического применения природоохранными органами Республики Коми методика территориально-дифференцированной оценки платежей за сброс загрязняющих веществ в составе сточных вод. В основе методики лежит использование в расчетной формуле коэффициентов, комплексно характеризующих экологическую ситуацию в районах водопользования и экологическую значимость водных объектов (ИСЭЭПС КомиНЦ УрО РАН). Выявлены основные показатели экологических угроз в Каспийском регионе в связи с добычей и транспортировкой нефти. Определены соотношения между имеющимися возможностями и необходимыми мерами по защите морской среды и прибрежных регионов и, как следствие этого, сокращение затрат на ликвидацию чрезвычайных ситуаций, получение положительного эффекта в различных секторах экономики (рыболовство, здравоохранение и др.). Сформулированы рекомендации по формированию механизма сокращения и предотвращения дальнейшего загрязнения (ИМЭМО РАН). Российская академия сельскохозяйственных наук (РАСХН) Исследования в области агроэкологии осуществляются большинством отраслевых НИУ отделений РАСХН. В области земледелия работы направлены на совершенствование адаптивно-ландшафтных систем, обеспечивающих воспроизводство почвенного плодородия, высокую продуктивность и устойчивость сельского хозяйства к неблагоприятным факторам среды. ^ ВНИИСХ радиологии и агроэкологии разработаны теоретические основы оценки и прогноза состояния агроэкосистем в условиях техногенного загрязнения. Создана методология и имитационная модель корневого поступления 137Cs в растения. Отработана методика и организационная структура мониторинга агроэкосистем в 10-километровой зоне Курской АЭС и 15-километровой зоне Волгодонской АЭС. Изготовлена производственная облучательная установка с вибротранспортером для раздельного и комбинированного УФ- и ИК-облучения клубней картофеля перед закладкой на хранение. ^ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии разработаны теоретические основы и методы управления микробиологическими процессами в почве с целью эффективного и экологически безопасного ведения сельского хозяйства. Рекомендованы приемы использования полезных форм микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности при интенсивном земледелии. ^ ВНИИ земледелия и защиты почв от эрозии и другими НИУ РАСХН разработаны системы противоэрозионных мероприятий, обеспечивающие снижение смыва почвы в 2–5 раз и более, потерь гумуса и основных элементов питания на 35–70%, увеличение запасов продуктивной влаги и урожайности возделываемых культур на 20–30%. ^ Почвенным институтом им. В. В. Докучаева разработаны: научные основы и система мероприятий по рекультивации почв с разным уровнем загрязнения в условиях прекращения и продолжения техногенного воздействия на природную среду; электротермическая атомно-абсорбционная методика анализа почв на содержание селена. ^ ВНИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова разработана система удобрений, обеспечивающая экологическую безопасность возделывания зерновых культур в полевых севооборотах на склоновых землях центральных районов Нечерноземья. Подготовлены методические указания по определению Cd, Co, Cu, Ni, Pb и Zn в сельскохозяйственной и пищевой продукции. ^ ВНИПТИ органических удобрений разработаны: рекомендации и технологии фиторемедиации почв, загрязненных отходами промышленного животноводства и птицеводства; способы рекультивации почв, загрязненных тяжелыми металлами и органическими соединениями, входящими в состав удобрений на основе осадков городских сточных вод. ^ Агрофизическим научно-исследовательским институтом подготовлены нормативы для определения экологической емкости почв, обеспечивающие рациональное применение средств химизации; методика оценки влияния изменений климата на размещение зерновых культур по территории России. ^ Владимирским НИИСХ установлены допустимые уровни валового содержания в серых лесных почвах Владимирского Ополья тяжелых металлов (Pb, Zn, Ni, Co, Al, Mn), позволяющие отнести почвы к незагрязненным или слабо загрязненным землям. Выявлено 9 основных типов агроландшафтов в Ростовской области; выделены агроландшафтные полосы с учетом особенностей проявления эрозии и дефляции (Донской зональный НИИСХ); разработана технология биологической рекультивации почв земель сельскохозяйственного назначения, загрязненных в результате аварийного разлива нефти (Татарский НИИ агрохимии и почвоведения); проведена комплексная оценка пахотных угодий области по уровню загрязнения тяжелыми металлами (Магаданский НИИСХ). В области мелиорации, водного и лесного хозяйства исследования были направлены на разработку научных основ и технологий комплексной экологически безопасной мелиорации земель в условиях возрастающих антропогенных нагрузок. ^ ВНИИ гидротехники и мелиорации разработаны: прогноз деградации почв под влиянием уплотнения по 9 районам Рязанской области; информационная база, в формате ГИС, по агроэкологическому районированию территории России; проект районирования способов орошения и осушения, обеспечивающих экономическую эффективность и экологическую безопасность агроландшафтов в различных зонах России; комплекс методов экологически безопасного функционирования систем водопользования в АПК. Созданы карты-схемы загрязнения донных отложений водных объектов (рек Москва и Клязьма) и предложена технология экологически адаптированного восстановления водных объектов. ^ ВНИИ орошаемого земледелия разработаны: методика эколого-энергетической оценки способов орошения сельскохозяйственных культур; регламент выполнения работ по химической мелиорации и фитомелиорации экологически дестабилизированных орошаемых земель; банк данных по экологически безопасным системам применения удобрений и экологически безопасные технологии возделывания на орошаемых землях ведущих культур с уровнем продуктивности однолетних трав и их смесей до 40–60 т/га. ^ ВНИИ сельскохозяйственного использования мелиорированных земель разработаны технологии изготовления и применения органоминеральных удобрительно-мелиоративных смесей с использованием торфа, сапропелей и другого органического сырья для восстановления деградированных и загрязненных мелиорируемых земель. Поволжским НИИ эколого-мелиоративных технологий разработана “Система очистки воды и подачи питательной смеси в почву для капельного орошения”. ВНИИ агролесомелиорации предложены пути оптимального использования балок и мероприятия по защите почв от эрозии и кольматации твердого стока с полей. Архангельским НИИСХ разработаны мероприятия по улучшению мелиоративного состояния осушаемых земель на севере Европейской территории России. Дальневосточным НИИСХ для ведения адаптивно-ландшафтного земледелия в Среднем и Нижнем Приамурье предложена экологически безопасная агротехника возделывания районированных и перспективных сортов картофеля. В области растениеводства разработаны экологически безопасные и экономически оправданные технологии возделывания сельскохозяйственных культур на основе мобилизации генетических ресурсов растений, использования новейших методов селекции. На конец 2003 г. Генофонд мировых растительных ресурсов, сохраняемый в ВИРе, его филиалах и опытных станциях, насчитывал 322 359 образца. Выделен ряд источников селекционно-ценных признаков. Среди них: источники высокой продуктивности и урожайности, морозостойкости, устойчивости к болезням и вредителям, с комплексной устойчивостью к патогенам, полеганию, короткостебельности и др. ^ ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова разработан метод экспрессной оценки корреляции между генетическими системами аттракции, адаптивности и методология эффективного выявления потенциалов генетико-физиологических систем у разных генотипов растений, которая положена в основу новой технологии селекции с прогнозируемыми признаками экологической пластичности, продуктивности, стрессовой устойчивости и качества в разных средах обитания. Во ВНИИ риса проведена селекция новых сортов озимой мягкой, тургидной и твердой пшеницы, озимой ржи, ярового и озимого ячменя, зернобобовых и других культур. На государственное испытание передано 118 сортов и гибридов, отличающихся достоверным превосходством в сравнении со стандартами, устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессорам (виды ржавчины, головни, корневые гнили, засуха и др.). По результатам исследований завершены разработки 11 зональных технологий производства озимой пшеницы (^ Краснодарский НИИСХ, Ставропольский НИИСХ, Самарский НИИСХ); озимой ржи (НИИСХ Северо-Востока, НИИСХ Юго-Востока); зернового сорго (ВНИИСЗК), кукурузы (ВНИИ кукурузы, Краснодарский НИИСХ) и др. Усовершенствованные технологии обеспечивают стабильно высокую урожайность зерновых культур (на 20–25% выше, чем при использовании прежних технологий) и лучшее качество зерна. ^ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур определены зоны и центры, экологически благоприятные для возделывания семян зерновых и зернобобовых культур. Рекомендовано размещать, например, семенные посевы гороха в следующих регионах: Поволжском (21%), Уральском (17,4%), Центрально-Черноземном (16,8%), Северо-Кавказском (15,7%), Западно-Сибирском (9,4%) и Центральном (8,8%). В результате многолетних исследований ^ ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур интродуцированы, введены в культуру и адаптированы к условиям Нечерноземья 37 нетрадиционных овощных растений (водяной кресс, стахис, спаржевый салат, дайкон, амарант, хризантема съедобная, салатная репа, якон и др.), на базе которых разработаны не имеющие аналогов в стране и за рубежом технологии получения пищевых продуктов, биологически активных пищевых добавок лечебно-профилактического действия – амфикра, амвита, стахисел. Исследованиями ^ ВНИИ кормов установлены два вида сукцессии в лесной зоне: ретрогрессивные и прогрессивные. Ретрогрессивные сукцессии проявились при нагрузке 6,2–18,6 ГДж/га совокупной антропогенной энергии в результате одностороннего (азотного, фосфорного, калийного) или несбалансированного питания трав. Прогрессивные сукцессии с преобладанием ценных кормовых самовозобновляющихся видов трав – лисохвост луговой (20–30%) и мятлик луговой (24–29%), характеризующиеся устойчивостью доминантов в течение 30–57 лет пользования, сформировались при внесении фосфорно-калийной смеси, обеспечивающей участие бобовых в травостое. В 2003 г. выявлено 1537 генетических источников, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам и патогенам, создано и передано в Госкомиссию по сортоиспытанию 255 новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, обладающих свойствами, адаптированными к современным условиям, и сочетающих повышенный потенциал продуктивности, высокое качества зерна с устойчивостью к неблагоприятным условиям среды, включая основные болезни и вредителей. В области защиты растений проведен фитосанитарный мониторинг и картирование распространения вредных организмов, их внутрипопуляционных структур в агроценозах России. Полученные данные по фитосанитарному мониторингу и экономическим порогам вредоносности позволяют сократить на 15–30% расход пестицидов по сравнению с традиционной системой защиты растений. Для снижения пестицидной нагрузки проводится работа по развитию биологического метода защиты растений. Предложены три препаративные формы нового биопрепарата Дизофунгин (концентрат эмульсии, паста и смачивающийся порошок), сдерживающего на 65–75% поражение вегетирующих растений и зерна токсиногенными грибами, что значительно уменьшает опасность загрязнения растениеводческой продукции опасными для человека и животных токсинами. Разработаны принципиально новые комплексные препараты на основе хитозановых носителей и микроорганизмов-антагонистов для защиты картофеля и овощных культур (запатентованы в России и Японии); выявлен новый класс белков с иммунной активностью (запатентованы в России и США). Разработаны и опубликованы методические указания по определению микроколичеств пестицидов в урожае, продуктах питания, в почве и воде; созданы и усовершенствованы математические имитационные модели миграции пестицидов по почвенному профилю PESTINS3 (ВНИИ защиты растений), поведения гербицидов в почве (ВНИИ фитопатологии) для оптимизации условий их использования, позволившие определить показатели разложения гербицидов в почве; разработаны способы реабилитации почв, загрязненных остатками пестицидов путем применения активированных углей типа “Жизнедар” и “Агросорб” (ВНИИ фитопатологии), а также с помощью сорговых культур, ризосферных бактерий и эндомикоризных грибов (ВНИИ биологической защиты растений). Ученые–зоотехники разрабатывали научные основы эффективного использования и повышения генетического потенциала сельскохозяйственных животных для хозяйств разных форм собственности по регионам страны. Во ВНИИ пчеловодства выполнены исследования по усовершенствованию методов контроля качества продуктов пчеловодства с учетом международных требований, разработаны ПДК тяжелых металлов в пыльце и прополисе. В области ветеринарной медицины ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, ВНИИ ветеринарной вирусологии и микробиологии, ВНИВИ патологии, фармакологии и терапии, ВНИТИ биологической промышленности разрабатывали высокоэффективные и экологически безопасные методы, технологии и системы диагностики, профилактики и терапии болезней животных, обеспечивающих устойчивое ветеринарное благополучие. Утверждены в установленном порядке: методические рекомендации “Индикация загрязнения окружающей среды радионуклидами по их содержанию в молоке, органах и тканях сельскохозяйственных животных”; технические условия и наставление по применению в ветеринарии фероцианидно-бентонитового сорбента цезия, стронция и тяжелых металлов (ХЖ-90 Cs-Sr-TM); технические условия препарата Адос для детоксикации кормов; методические указания по применению озона в ветеринарии для дезинфекции и дезодорации. В области механизации сельского хозяйства ВНИИ механизации сельского хозяйства разработаны: машинные технологии, программное обеспечение и технические средства для дифференцированного применения удобрений, химических мелиорантов и средств защиты растений; система тракторов, удовлетворяющих повышенным требованиям к выбросу вредных веществ и воздействию движителей на почву; техническая документация на технологическое оборудование по переводу двигателей сельскохозяйственной техники на газомоторное топливо. ^ ВНИТИ ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка в 2003 г. выполнен ряд методических разработок по снижению токсичности выбросов дизелей тракторов и сельскохозяйственных комбайнов; разработаны и проходят испытания опытные образцы каталитических нейтрализаторов отработавших газов для двигателей внутреннего сгорания. В 2003 г. получили продолжение исследования по применению возобновляемых источников энергии. В ^ Северо-Западном НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства проводится работа по созданию ветродизельных генерируемых установок, работающих на генераторном газе и жидком топливе, получаемых из отходов лесозаготовки и деревообработки. В области хранения и переработки сельхозпродукции научные исследования направлены на разработку систем технологий производства пищевых продуктов, отвечающих нормативным требованиям. Так, во ВНИИ молочной промышленности разработаны “Рекомендации для проектирования установок предочистки с применением флотации для сточных вод молокозаводов”. Отработана матричная модель базы данных нормативных и фактических показателей для компьютерного мониторинга экологических параметров. Ожидаемый экономический эффект – 50 тыс. руб. в год – достигается за счет сокращения стоимости оборудования и эксплуатационных затрат (сокращение расхода электроэнергии более чем в 6 раз). Разработаны прогнозы экологизации следующих отраслей: хлебопекарной (^ ГосНИИ хлебопекарной промышленности), спиртовой (ВНИИ пищевой биотехнологии), зерноперерабатывающей (ВНИИ зерна). В области экономики ведутся исследования по разработке основных направлений экономического регулирования охраны земель сельскохозяйственного назначения. Проанализировано качественное состояние и использование земельного фонда России. Отмечено сокращение за последние 10 лет по различным причинам площади сельскохозяйственных угодий на 35 млн. га. Эффективным способом финансирования мероприятий по охране и повышению почвенного плодородия определена организация экологического страхования земель с участием государства (ВНИИ экономики, труда и управления в сельском хозяйстве). |