12

Лекции по программе экологический мониторинг.

Доцент к.ф.-м. н. Абдуллаев Санжар Муталович, 2004©

Лекция 1.

Задачи и принципы экологического мониторинга

Объекты, масштабы обобщения информации и методы ведения мониторинга. Роль мониторинга в науках о Земле. Экологический мониторинг как источник регулярной информации для оценки и прогноза состояния окружающей среды. Мониторинг среды как геоинформационная система. Практическое определение масштабов и индикаторов изменения окружающей среды.

1.1 Экологический мониторинг и его задачи.

Мониторинг (от английского monitoring-слежение, контроль) это система наблюдений за состоянием объекта изучения, отражения динамики происходящих в нем изменений и прогноза развития ситуации.

Если объектом является окружающая экологическая обстановка, такой мониторинг можно было бы назвать экологическим. Экологию (рис.1) можно отнести к разряду естественных наук о Земле, только в отличие от метеорологии, геологии или гидрологии изучающих процессы в атмосфере, литосфере и гидросфере и имеющих своей основой физику и химию, корни экологии лежат в биологии, а объектом её изучения является отношение между живой и неживой природой.

Очевидно, что по аналогу с системой наблюдений в естественных науках, экологический мониторинг-это мониторинг биосферы (экосферы), точнее мониторинг взаимоотношений между живой и неживой природой. Неоправданно, таким образом, сужать экологический мониторинг к мониторингу загрязнения среды или сводить его к мониторингу биологических объектов.

В широком смысле слова Экологический Мониторинг это система регулярных пространственно-временных наблюдений за одним или более элементов окружающей природной среды (объектом) по заранее выработанной программе, осуществление которой позволяет

1. определить тенденции в изменении, как отдельных элементов окружающей среды, так и биосферы целом;

2. прогнозировать совокупность будущих состояний биосферы при сохранении данной тенденции;

3. оценить антропогенный вклад в изменение состояния биосферы на фоне ее естественных природных вариаций;

4. выявить источники воздействия на природную среду, организуя контроль источников загрязнения и его правовые механизмы т.е. экологическую экспертизу.

Некоторые ключевые термины в определении (подчеркнуты) требуют разъяснения

1. когда говорим « система регулярных пространственно-временных наблюдений, объект, программа» из этого сразу следует, что в мониторинге используется только регулярное наблюдение объекта или элемента среды за продолжительное время, достаточное для описания эволюции элемента и объекта на масштабе пространства сопоставимого с масштабами взаимодействия объектом с остальной средой. К мониторингу не могут быть отнесены отдельные исследования свойств объекта и элементов среды (программы, проекты, полевые экспедиции и т. д.), даже имеющие большое научно-прикладное значение, поскольку они не носят регулярного характера, т.е. имеются значительные перерывы в наблюдениях или они не имеют надлежащего пространственного охвата. С другой стороны в коротких интенсивных программах возможны прямые измерения величин, служащие в последующем, основой для выбора эффективного индикатора состояния объекта, натурной калибровки дистанционных методов мониторинга, использующих косвенные оценки величины элемента (см. практическое занятие).

2. употребляя термин «тенденция» часто подразумевают, лишь изменение среднего состояния объекта или величины элемента во времени, однако отклик экосистемы может быть более ощутим, если изменяется амплитуда и частота появления экстремальных значений величины элемента (см. Лекция 3). Поскольку экология изучает именно отношения между биотическими и абиотическими элементами среды, то в рамках экологического мониторинга следует рассматривать и тенденции в характере корреляций между элементами окружающей живой и неживой природы. Предсказать отклик биосферы в целом на изменение отдельного элемента (объекта) в силу сложности механизмов природных явлений невозможно, но исходя из начального состояния биосферы, можно пытаться оценить лишь некую наиболее вероятную совокупность будущих состояний или ансамбль состояний биосферы.

3. Элементы биосферы в отношении антропогенного воздействия, классифицируется, согласно Ю.А. Израэлю (3), на три основные группы:

   1. население и его здоровье;

   2. биотические: а) природные или созданные и используемые человеком экосистемы (лес, поля и т. д.); б) природные, неиспользуемые человеком;

   3. абиотические: а) крупные составляющие биосферы, климат, воздействие на которые ведет к геофизическим изменениям крупного масштаба; б) природные элементы небольшого масштаба в условиях интенсивного воздействия; в) созданные человеком объекты (города, каналы, машины и т.д.).

4. Естественные природные вариации подразумевают колебания погоды, климата, гидрологического цикла, изменение ландшафтов, естественные колебания численности популяций и т.д. Кроме очевидных примеров (вырубка леса, промышленное и бытовое загрязнение, сельскохозяйственная деятельность) антропогенный вклад и естественные вариации подчас сложно переплетаются. Нельзя, например, с уверенностью сказать, что в начале первого тысячелетия нашей эры (и ранее) вызвало «великие» переселения кочевников Центральной Азии: ухудшавшиеся климатические условия, (или наоборот благоприятные), ведущие к перенаселенности степи, внутренние (этногенез) или внешние социальные причины (давление других племен), или все сказанное вместе.

Уместно заметить, что подчас природоохранные меры, направленные на ограничение антропогенной нагрузки, могут разрушать уже сложившиеся биоценозы. Например, в степных заповедниках (например экосистема Аркаима) происходит исчезновение видов растений, адаптировавшихся к периодическому вытаптыванию и поеданию копытными животными. Эти растения, произраставшие в течение тысячелетий скотоводческой культуры замещаются другими, т.е. меняется степной ландшафт. Охрана лесов от пожаров, часто приводит к чрезмерному накоплению сухого вещества, и развитию мелкого древостоя в лесах, элементов, которые ранее уничтожались циклически повторяющимися естественными пожарами (молнии, самовозгорание) малого масштаба. В таких заповедных лесах с накопленным горючим материалом в периоды засух могут возникать пожары невиданной силы, такие как пожары последних десятилетий в национальных парках запада США.

5. Понятие источники воздействия на среду и контроль состояния среды непосредственно связаны с понятием качество окружающей среды, которое будет освещено далее.