Статистический анализ устойчивости водных экосистем

Оригинальная статья, 2 курс менеджмент, высший балл ...

Водная экосистема, статистический анализ, устойчивость водных экосистем

Водная экосистема является важнейшей составляющей жизнедеятельности человека. Наличие устойчивой и чистой водной экосистемы способствует успешному функционированию человека. Статистический анализ устойчивости водных экосистем способствует выявлению изменений, как отрицательных, так и положительных. Проведение статистического анализа осуществляется благодаря различным показателям. В то же время важным моментом является проведение более глубокого статистического анализа водных экосистем и применение новых показателей.

В биотической концепции природной среды для каждой интересующей экологической системы могут быть определены предельные изменения многофакторных внешних воздействий, соответствии с которыми сохраняются наиболее устойчивые признаки, позволяющие отличить здоровую экосистему от нездоровой [1, C. 230]. Потребность в определении основных показателей нормального функционирования экосистемы и уровня ее отклонения от необходимого уровня, определяется исходя из практических нужд человека. В рамках природоохранной практики в соответствии с различным уровнем распространения применяется четыре различные методики проведения экологической диагностики водных объектов, а именно [5, C. 112]:проведение оценки качестве воды в соответствии с абиотическими показателями;реализация биоиндикации, в рамках которого применяются качественные параметры биотических систем;разделение абиотических и биотических параметров в процессе применения и дальнейшее сравнение полученных конечных результатов;образование математических зависимостей различных биотических показателей от абиотических показателей. В процессе оценки водных экосистем среди специалистов наибольшее распространение получили экспертный подход и статистический подход. Экспертный подход иначе получил название неформального, т.е. основанного на опыте и знания квалифицированных экспертов. Статистический метод является формальным, т.к. основывается на проведении соответствующих математико-статических расчетах. Метод многокритериального экспертного оценивания применяется в рамках принятия решений экспертами в случаях плохо формализованных ситуаций, которые образуются в рамках решения разнообразных технических, экономических, социологических и других видов задач.Преобразование информации в рамках многомерного пространства биотических и абиотических параметров до определенных индикаторов (индексов), характеризующихся наиболее предпочтительной величиной выступает в качестве наиболее стандартной задачи математической статистики, решение которой осуществляется в рамках применения наиболее известных концепций, приемов и алгоритмов. Более интенсивное осуществление человеческой деятельности способствует существенному уменьшению водохозяйственной, рыбохозяйственной и рекреационной функции водных объектов, а также наблюдается отрицательное воздействие на биоразнообразие всех основных экосистем, в том числе и наиболее устойчивых, характеризующихся высокой степенью самоочищения. В качестве объекта исследования по рассматриваемой нами теме мы выбрали реку Волгу. Важнейшей проблемой Нижнего Поволжья является загрязнение основных водных объектов. Практические данные свидетельствуют о том, что токсическая нагрузка на экосистемы Волги и ее притоки в среднем за год более чем в 5 раз превышает допустимые значения по сравнению с нагрузкой на другие водные экосистемы России. В связи с этим актуальной задачей является анализ и оценка экологического состояния водной экосистемы реки Волга. С этой целью нами были использованы основные математико-статистические методы на основе показателей временных рядов динамики, общенаучные методы, методы системного и сопоставительного анализа. В рамках исследования были использованы расчеты следующих рядов динамики (табл. 1).Таблица 1 – Показатели рядов динамики [4, C. 463]Абсолютный приростТемп ростаТемп приростаЦепной ∆yцt =yt – yt-1Tцt = yt / yt-1 * 100%Tцt = ∆yцt / yt-1 * 100%Базисный ∆yбt =yt – yбазисTбt = yt / yбазис * 100%Tцt = ∆yбt / yбазис* 100%Средний ∆y =( yn – y1) / (n-1)Tрост = n-1(yn / y1)-2*100%Tприрост = Tрост – 100%Процесс наблюдения был организован в разрезе по нескольким стационарам: в качестве фоновой акватории был использован водосток Астраханского государственного заповедника (проток Быстрая), основное русло реки Волги (рукав Бузан) и рукав Камызяк. В качестве основных источников информации, которые были использованы для проведения статистического анализа, являются:статистические данные Федеральной службы государственной статистики;официальные сведения и документация федеральных и региональных органов управления по Астраханской области;публикации в федеральных и региональных средствах массовой информации;основные итоги технологических экспериментов, которые были проведены за период с 2003 по 2013 гг. Анализ изменения основных показателей качества воды поводился на основании сведений выборочной совокупности массового содержания загрязняющих вещества в одном литере воды реки Волга и ее рукавов (рис. 1).Рисунок 1. Средний темп прироста по отдельным показателям качества воды[3, С. 169]Проанализируем состояние реки Волги по основному руслу за 2012-2013 гг. По данным гидролого-гидрофизических показателей основное русло реки Волга характеризуется как слабозагрязненное с переходом в умеренно загрязненное. Анализ пенистости воды показывает, что вода достаточно чистая, в течение года не наблюдалось аномальных температурных показателей (рис. 2).Рисунок 2. Уровень БПК5 в водных объектах р. Волга [3, C. 170]Данные, представленные на рисунке 2, свидетельствуют о том, что показатель содержания БПК5 показывал наибольшее значение в период половодья, в котором значительно увеличивается содержание биогенных элементов (3,5 Омг/л), наименьший уровень данного вещества наблюдался в зимний период – 2,67 Омг/л. Также необходимо проанализировать и дать оценку концентрации токсикантов в р. Волга (рис. 3).Рисунок 3. Динамика содержания токсикантов в р. Волга в 2012-2013 гг. [3, C. 171]Содержание нефтепродуктов в р. Волга за анализируемый период времени характеризуется достаточно напряженной ситуацией и оказывает существенное влияние на качественные характеристики водной экосистемы. СПАВ за 2012-2013 гг. характеризуется колебанием показателя от 0,05 в июле 2012 г.