Науково-методологічні основи релаксії екогеосистем при техногенному навантаженні пірогенного походження

Abstract

Дисертаційна робота присвячена обгрунтуванню науково-методологічних основ релаксії екогеосистем при техногенному навантаженні пірогенного походження. У дисертаційній роботі систематизовано техногенний вплив пірогенних процесів на компоненти довкілля та його стан. Запропоновано поняття "постпірогенна релаксія екогеосистем" та його співвідношення з іншими процесами постпірогенних досліджень. Обгрунтовано теоретико-методологічні оцінки техногенного ризику пірогенного походження екогеосистем України. Розраховано оцінку ступеня техногенного ризику ураження пожежами лісових екогеосистем у Харківському регіоні та побудовано відповідні картосхеми. Встановлено закономірності постпірогенної релаксії екогеосистем Харківського регіону, які полягають у трансформації їх складових компонентів. Доведено вплив пірогенного навантаження на геохімічну міграцію важких металів. Діапазон осадження гідроксидів і області переважання розчинних гідроксокомплексів вивчені за допомогою побудови концентраційно-логарифмічних діаграм. Розрахунки можна використовувати для прогнозування геохімічної міграції важких металів у грунтах після техногенного впливу пірогенного походження. Розроблено комплексні математичні моделі геохімічних циклів, за допомогою яких отримані оцінки і прогнози геохімічних міграційних процесів у грунтах екогеосистем при техногенній дії пірогенного походження. Отримані моделі поведінки важких металів адекватні для складання прогнозної оцінки їх геохімічної міграції та акумуляції в екогеосистемах при техногенному навантаженні пірогенного походження. Встановлено умови концентрування і міграції сполук важких металів, виведено рівняння для розрахунку концентрації їх рухомих форм. Запропоновано регресійну модель, яка враховує вплив групи чинників (площа пожеж, кількість пожеж, втрату гумусу у грунті від дії вогню, динаміку кислотнолужного балансу, тощо) на релаксію екогеосистем. За математичними обчисленнями перевірено адекватність моделі та можливості використання її для прогнозування релаксії екогеосистем. Відновлення екогеосистем (насамперед їхнього видового різноманіття) необхідно впроваджувати з урахуванням постпірогенної релаксії. Задля цього розроблено рекомендації щодо раціонального природокористування та управлінських рішень із забезпечення екологічної безпеки процесів постпірогенної релаксії екогеосистем після техногенного навантаження пірогенного походження.

Диссертация посвящена обоснованию научно-методологических основ релаксии экогеосистем при техногенной нагрузке пирогенного происхождения. В диссертационной работе систематизировано техногенное воздействие пирогенных процессов на компоненты окружающей среды и ее состояние. Предложено понятие "постпирогенная релаксия экогеосистем" и его соотношение с другими процессами постпирогенных исследований. Обоснованы теоретико-методологические оценки техногенного риска пирогенного происхождения экогеосистем Украины. Рассчитана оценка техногенного риска поражения пожарами лесных экогеосистем в Харьковском регионе и построены соответствующие карты. Установлены закономерности постпирогенной релаксии экогеосистем Харьковского региона, которые заключаются в трансформации их компонентов. Доказано влияние пирогенной нагрузки на геохимическую миграцию тяжелых металлов. Диапазон осаждения гидроксидов и области преобладание растворимых гидроксокомплексов изучены с помощью построения концентрационно-логарифмических диаграмм. Расчеты можно использовать для прогнозирования геохимической миграции тяжелых металлов в почвах после техногенного воздействия пирогенного происхождения. Разработаны комплексные математические модели геохимических циклов, с помощью которых получены оценки и прогнозы геохимических миграционных процессов в почвах при техногенном воздействии. Полученные модели поведения тяжелых металлов адекватны для составления прогнозной оценки их геохимической миграции в экогеосистемах при техногенной нагрузке пирогенного происхождения. Установлены условия концентрации и миграции тяжелых металлов, выведено уравнение для расчета подвижных форм тяжелых металлов. Предложено регрессионную модель, которая учитывает влияние группы факторов (площадь пожаров, количество пожаров, потерю гумуса в почве от воздействия огня, динамику кислотно-щелочного баланса и т.д.) на релаксию экогеосистем. По математическим вычислениям проверено адекватность модели и возможность использования ее для прогнозирования релаксии экогеосистем. Восстановление экогеосистем (прежде всего их видового разнообразия) необходимо внедрять с учетом постпирогенной релаксии. Для этого разработаны рекомендации по рациональному природопользованию и управленческим решениям по обеспечению экологической безопасности процессов постпирогенной релаксии экогеосистем после техногенной нагрузки пирогенного происхождения.

The thesis is devoted to the substantiation of scientific and methodical bases of relaxation of ecogeosystems under the technogenic loading of pyrogenic origin. In the dissertation work The technogenic influence of pyrogenic processes on the components of the environment and its state are systematized. The concept of "pyrogenic relaxation of ecogeosystems" and its relation with other processes of post-pyrogenic research are proposed. The theoretical and methodological estimations of technogenic risk of pyrogenic origin of ecogeosystems of Ukraine are substantiated. The estimation of the degree of anthropogenic risk of damage to forest ecogeosystems in the Kharkiv region was calculated, and corresponding cartographic works were constructed. The regularities of post-pyrogenic relaxation of ecogeosystems of the Kharkiv region, which consist in the transformation of the constituent components of ecogeosystems, are established. Forest lowland fires sharply change the morphological form of the upper part of the soil profile, forming a new pyrogenic horizon. The influence of the technogenic loading of pyrogenic origin on the geochemical migration of heavy metals takes place. The range of precipitation of hydroxides and the region of predominance of soluble hydroxocomplexes have been studied by constructing concentration-logarithmic diagrams (CLDs). The calculations can be used to predict the geochemical migration of heavy metals in soils after the man-made consequences of emergencies of pyrogenic origin. Complex mathematical models of geochemical cycles have been developed, with the help of which estimations and predictions of geochemical migration processes in the soil environment of ecogeosystems during anthropogenic loading of pyrogenic origin are obtained. The obtained models of heavy metal behavior are adequate for compiling a predictive estimation of their geochemical migration and accumulation in ecological systems as a result of the influence of the technogenic loading of the pyrogenic agreement. The conditions of concentration and migration of compounds of heavy metals are established, the equation for calculating the concentration of moving forms of heavy metal compounds is derived. A regression model is proposed that takes into account the influence of a group of factors on the relaxation of ecogeosystems. Restoring ecogeosystems should be implemented taking into account post-pyrogenic relaxation. For this purpose, recommendations have been made on the rational use of nature and management decisions to ensure the environmental safety of post-pyrogenic relaxation processes of ecogeosystems after man-made emergencies of pyrogenic origin.