Проблемы геоэкологического картирования (основные тезисы)

Геоэкология сравнительно молодая наука, которая оформилась в качестве самостоятельного научного направления в последнюю четверть ХХ века. Сложность состоит также и в том, что геоэкология является междисциплинарной наукой и лежит на стыке многих естественнонаучных направлений исследований. Это проявляется в незавершенности и дискуссионности терминологических понятий, неоднозначности определения предмета и задач геоэкологии, в том числе и самого понятия «геоэкология», которое с момента его введения в практику научных исследований (Тролль К., 1968), приобрело достаточно широкое, а часто и противоречивое, толкование [3, 11, 12, 15 и др.]. Поэтому, несмотря на то, что это уже неоднократно делали многие исследователи [2, 8, 10 и др.], необходимо дать определение термина «геоэкология», в том виде, в котором он будет использоваться автором далее.

Если рассматривать биосферу как оболочку Земли, в пределах которой происходит взаимодействие живого и косного вещества [1], то очевидно, что в её изучении следует различать два основных направления. Первое исследует процессы взаимодействия живого и косного вещества биосферы. И второе, которое исследует факторы, влияющие на эти взаимодействия. И если первое относится к предмету биологии и с этой точки зрения - экологии, то второе и есть геоэкология - междисциплинарная наука, исследующая природные и антропогенные процессы, явления и объекты, влияющие или при определенных условиях способные влиять на характер и особенности взаимодействия живого и косного вещества биосферы Земли. И в таком понимании это направление исследований, как географии, так и геологии.

Следовательно, объектом исследования геоэкологии является не собственно процессы взаимодействия живого и костного вещества биосферы между собой, которые должны быть отнесены к предмету биологии и собственно экологии, а процессы, явления и объекты, влияющие или способные при определенных обстоятельствах влиять на эти взаимодействия. Именно с этой точки зрения необходимо рассматривать и практические цели, стоящие перед геоэкологией как наукой. А ими являются сохранение экологической устойчивости и биологического разнообразия биосферы, продуктивности природной среды, рациональное использование природных ресурсов, иначе говоря, сохранение биосферы Земли, путем выявления, изучения, прогнозирования и минимизации а, по возможности, устранения негативного влияния на живое вещество как антропогенных, так и природных процессов и явлений.

Неотъемлемой частью геоэкологических исследований и наиболее эффективным инструментом выделения, изучения, прогноза и мониторинга природных и антропогенных явлений, объектов и процессов является геоэкологическое картирование. В России и за рубежом существует большой опыт составления геоэкологических карт [4, 5, 6, 7, 9, 13, 14, 16, 17, 20, 24, 25]. Однако анализ показывает, что под геоэкологическими картами понимаются совершенно разные по своей сути документы. Это могут быть чисто геохимические карты или карты распределения суммарного показателя загрязнения, инженерногеологические карты условий развития опасных природных процессов и явлений, природопользования и др. Особенно часто встречаются карты, составленные с целью решения конкретных задач, в том числе природоохранного направления, рисков хозяйственного освоения и экономической оценки последствий антропогенного воздействия, то есть карты специального характера. Они отличаются по назначению, масштабу, набору факторов и признаков, полноте охвата картируемых компонентов геологической и сопредельных с ней сред. Такие карты характеризуются широким разнообразием методических подходов, легенд и способов изображения показателей состояния окружающей среды. В тоже время, все они являются картами развития природных и антропогенных процессов, объектов и явлений, а собственно выбор приоритетных геоэкологических и экологических факторов и признаков и их количество зависит от конкретной задачи, масштаба а, часто, научного направления деятельности проводящей исследования организации, и квалификации исполнителей.

По мнению В.Т. Трофимова и Д.Г. Зилинга [18, 19] в содержательном плане в последние годы при составлении геоэкологических карт сформировалось две тенденции. В соответствии с первой на картах должно оцениваться современ- ное состояние литосферы, сформировавшееся под влиянием как природных, так и антропогенных факторов. Таким образом, объектом картирования является геологическая среда (литосфера) без решения вопросов взаимосвязи с состоянием биоты. Вторая группа карт в обязательном порядке содержит информацию о влиянии литосферы на состояние биоты. По мнению В.Т. Трофимова и Д.Г. Зилинга, именно карты такого содержания могут претендовать на название «эколого-геологических».

Сложившееся положение требует разработки новых подходов, принципов и методик составления геоэкологических карт, в особенности, для береговых зон или районов совмещения суши и моря, которые имеют целый ряд специфических особенностей, что не позволяет пользоваться существующими для суши методиками без их существенной переработки. Для таких территорий была разработана принципиально новая методика составления геоэкологических карт [22, 23, 20], основанная на картировании геоэкологических критериев, каковыми являются геологические объекты, явления и процессы, а также последствия антропогенной деятельности, влияющие или способные при определенных условиях влиять на состояние биосферы. Применение данной методики позволило вести геоэкологическое картирование совмещенных площадей суши и моря на единых методических принципах. Кроме того, была предложена методика, позволяющая перейти от качественных показателей к количественной оценке потенциальных техногенных рисков и техногенных нарушений геологической и сопредельных с ней сред, и построения схем интегральной оценки [21]. Однако предложенные методики не рассматривали и не решили общих вопросов геоэкологического анализа территорий, выработки принципов выделения геоэкологических таксонов, их классификации и систематики.

Таким образом, нужно признать, что до настоящего времени не существует общепринятой концепции геоэкологического картирования. Поэтому важное значение приобретает разработка общих научно-теоретических основ и понятий, связанных с геоэкологическим картированием и районированием. Без определения основных таксономических понятий, их классификации и разработки общей структуры и систематики, невозможна дальнейшая эффективная практическая деятельность. При этом под геоэкологическим картированием необходимо понимать весь комплекс полевых (натурных) исследований, наблюдений и измерений по сети точек (станций), сбор фондовых и камеральный анализ полученных материалов. Основной задачей геоэкологического картирования является обеспечение наиболее эффективного механизма сбора, хранения, обработки и наглядного представления комплекса данных о природных и антропогенных объектах, явлениях и процессах, влияющих или способных влиять на характер взаимодействия живого и косного вещества биосферы. Целью геоэкологического картирования является оценка современного состояния окружающей среды, прогноз динамики и характера её изменения в результате воздействия геоэкологических факторов и районирование территории по характеру и степени проявления природных и антропогенных процессов, явлений и объектов, влияющих на взаимодействие живого и косного вещества биосферы, а также степени нарушения, в том числе и потенциальной, ее состояния. В основе геоэкологического картирования лежит комплексный анализ протекающих здесь явлений и процессов.

Геоэкологической картой (схемой) является картографическое отображение природных объектов, явлений и процессов, а также последствий антропогенной деятельности, влияющих или способных, при определенных условиях, влиять на процессы взаимодействия живого и косного вещества биосферы, выявленных в результате специально проведенных исследований и обобщения ранее выполненных работ.

Выделяются карты крупного, среднего, мелкого масштаба и обзорные схемы.

Выбор концептуальной основы, полноты охвата картируемых компонентов окружающей среды, набора анализируемых показателей и признаков ее состояния, зависит в первую очередь от целей и задач исследований, которые в свою очередь определяются масштабом картирования.

Мелкомасштабные геоэкологические карты и схемы решают задачи федерального уровня: планирование безопасной хозяйственной деятельности, оценку и прогноз состояния и устойчивости биосферы в целом.

Средне и крупномасштабные карты призваны содействовать решению геоэкологических задач, выявлению источников антропогенного воздействия, и отвечают в основном задачам хозяйственного освоения и социального развития, рационального использования и охраны окружающей среды конкретных территорий.

Геоэкологическое районирование территории является закономерным результатом дифференцированного (различного) проявления по площади природных и антропогенных процессов и явлений, или факторов районирования, таких как геологическое строение, история геологического развития, ландшафтно-климатические и седиментационные условия миграции вещества (химиче- ских элементов, соединений и обломочного материала), проявление эндогенных и экзогенных, в том числе опасных, геологических процессов, а также антропогенное воздействие и др. Схема геоэкологического районирования представляет собой вероятностную модель территории, на которой выделены участки с большей или меньшей вероятностью проявления геоэкологических критериев, каковыми являются природные, а также антропогенные явления и процессы, влияющие или способные при определенных условиях влиять на процессы взаимодействия живого и косного вещества биосферы. Целью геоэкологического районирования является выделение площадей территории, достаточно однородных с точки зрения соответствующих критериев районирования и масштаба.

По мере укрупнения масштаба (увеличения детальности) происходит увеличение количества факторов, влияющих на геоэкологическое райо- нирование территорий, и уменьшается масштаб выделяемых геоэкологических единиц (таксонов). Такой подход к принципам выделения геоэкологических таксономических единиц позволяет сформировать следующую их иерархическую структуру (от глобальных таксонов к локальным): геоэкологическая провинция (пояс) – геоэкологическая область – геоэкологический район (зона) – геоэкологический узел (таблица).

Генетический тип геоэкологических таксонов определяется на основании того, какие из факторов имеют ведущее значение при осуществлении геоэкологического районирования. Выделены природные, природно-антропогенные и антропогенные генетические типы геоэкологических таксонов. Кроме того, при выделении таксонов антропогенного генетического типа может быть указана его специализация. Например, геоэкологический район горнодобывающего антропогенного генетического типа.

Таблица 1

Геоэкологические таксономические единицы

Чем на более высоком (мелкомасштабном) иерархическом уровне классификации выделяются таксоны природно-антропогенного и антропогенного генетических типов, тем выше степень антропогенного воздействия на биосферу и тем выше вероятность (опасность) необратимости негативных последствий этого воздействия. По мере хозяйственного освоения территории возрастает количество, разнообразие, а также и интенсивность воздействия на биосферу антропогенных факторов, что приводит к усложнению характера геоэкологического районирования.

Системный подход в проведении геоэкологического картирования подразумевает определенную последовательность и этапность исследований. От мелкомасштабных (обзорных) к крупномасштабным (детальным). Мелкомасштабные и обзорные исследования проводятся на ранних этапах изучения территорий и являются основным инструментом их общей геоэкологической оценки и типизации на основе анализа природных объектов, явлений и процессов, влияющих или способных при определенных условиях влиять на взаимодействие живого и косного вещества биосферы. Среднемасштабные, а тем более крупномасштабные исследования, осуществляются в пределах определившихся крупных геоэкологических таксонов, таких как провинции, пояса и области, с целью выявления и пространственной локализации геоэкологических районов, зон и узлов и установления их генетических типов и степени потенциальной и реальной опасности для биосферы. В тоже время, определенный уровень накопления данных детальных исследований должен непременно вести к уточнению представлений о геоэкологическом районировании территорий, полученном на мелкомасштабном этапе.

Таким образом, в результате проведенных исследований намечены основные принципы выделения геоэкологических таксономических единиц, их соподчиненности и классификации. Иерархическая структура классификации предлагает решать задачи геоэкологического картирования и районирования на основе общих принципов, которые связаны с масштабом исследования и соответствующих ему природных и антропогенных объектов, явлений и процессов, влияющих или способных при определенных условиях влиять на взаимодействие живого и косного вещества биосферы.