2. Системный геоэкологический мониторинг

Геоэкологический мониторинг – комплексная информационная система изучения и контроля состояния природной среды для целей прогноза развития экосистем, выдачи рекомендаций для мероприятий по охране окружающей среды, управлению рациональ- ным природопользованием.

Обширные рубрики накопленных данных детально описывали распределение по территории техногенной нагрузки и антропогенных воздействий, в том числе:

1. загрязнение воздушного и водного бассейна;

2. распределение отходов производства и коммунального хозяйства (включая особо опасные вещества для состояния экосистем и здоровья человека);

3. радиационная обстановка, места техногенных аварий и природных катастроф;

4. транспортная и рекреационная нагрузка;

5. сельскохозяйственная нагрузка (включая распределение по территории бассейна минеральных удобрений, распаханности территории, животноводческой и пестицидной нагрузок).

Состояние здоровья населения, как критерий оценки качества среды, в рамках ЭИС "REGION-VOLGABAS" включало следующие параметры:

1. общая заболеваемость взрослого населения (смертность, естественный прирост населения, оценки заболеваемости от "экологически обусловленных" нозологий);

2. здоровье матери и ребенка (рождаемость, смертность детей до года, общая заболеваемость детей, в том числе, от "экологически обусловленных" нозологий);

3. инфекционные и паразитарные болезни, частота злокачественных новообразований;

4. общее состояние системы здравоохранения.

На сайте имеется картографический генератор DataGraf.Net, являющийся уникальной он-лайновой картографической системой, позволяющей любому заинтересованному пользователю "на лету" построить собственную карту по любому набору показателей из вышеперечисленных предметных областей (всего каждый желающий может построить до 97650 карт).

Например, для карты, характеризующей интегрaльный потенциaл самоорганизации и устойчивости природных экосистем, может быть использовaн комплекс следующих пяти покaзaтелей, хaрaктеризующих мaссу, продуктивность и структурное биорaзнообрaзие фитоценозов:

1. зaпaс живой фитомaссы и ее годовaя продукция (тонн/гa) из книги "Состояние биологических ресурсов и биорaзнообрaзия России и ближнего зaрубежья (1988-1993 гг.)" [1994];

2. антропогеннaя трaнсформaция естественного рaстительного покровa (%) и оценки сбалансированности экосистем по структуре нaкопления живого оргaнического веществa. и структуре видовых комплексов из книги "Aтлaс биологического рaзнообрaзия лесов Европейской России и сопредельных территорий" 1996 г.

Методы и организация комплексного геоэкологического мониторинга

Требования к содержанию

- мониторинг должен носить комплексный характер, то есть охватывать всю сово- купность природных объектов и воздействующие на них факторы (антропогенные и есте- ственные), всю совокупность процессов, происходящих в природе, использовать по воз- можности все методы получения информации об экосистемах;

- систематичность и оперативность получения информации;
- репрезентативность (представительность) информации;
- синхронность мониторинга изучаемой и контрольной экосистем и процессов в них.

- геофизический – изучение процессов поступления и превращения вещества и энергии в экосистемах на основе балансового подхода. Сравнение структуры балансов трансформированной и ненарушенной экосистемы (фоновый мониторинг) позволяет вы- яснить направление и степень изменений в исследуемой экосистеме.

наземный мониторинг

Использует геофизический, геохимический, индикационный методы исследований

- геохимический – изучение функционирования и развития экосистем с помощью анализа миграции химических веществ и элементов. Дает возможность определить зако- номерности изменения химического состава природных компонентов и комплексов, их устойчивость к различным веществам и способности к самоочищению, выявить вероят- ность формирования техногенных аномалий, скорости распространения и пространствен- ные масштабы загрязнения. Эта информация необходима для оценки современного со- стояния окружающей среды и решения задач прогнозного характера.

- индикационный – определение состояния одного объекта по состоянию другого, связанного с первым и более доступного для изучения. Ведущую роль играет биоиндика- ция – выявление состояния природной среды с помощью живых организмов, в основном, растений с помощью четырех признаков: физиологического, морфологического, фитоце- нотического и флористического. Первые два дают информацию об одномоментных со- стояниях среды, два последних – о многолетних интервалах антропогенного воздействия.

аэрокосмический мониторинг

авиационный мониторинг – ориентирован на региональные или локальные явления (лесные пожары, инвентаризация лесов, горных районов и т.д.)

космический мониторинг – наблюдения больших площадей.

картографический мониторинг- контроль, оценка и прогноз состояния окру- жающей среды с помощью построения и анализа карт различного содержания. Картогра- фирование позволяет привязать изучаемые процессы в конкретной местности, служит системой координат для всех видов мониторинга. Реализация картографического метода включает в себя (Емельянов, 1994): а) создание фонда базовой картографической инфор- мации, содержащего различные карты, составленные на основе имеющихся к началу на- блюдений материалов; б) сбор, обработку и систематизацию оперативных данных аэро- космических и наземных наблюдений с целью их картографирования; в) перевод обрабо- танных данных в картографическую форму - построение оперативных карт наблюдаемых явлений, условий их распространения и происходящих при этом изменений; г) анализ по-

строенных карт с целью выявления закономерностей распространения наблюдаемых яв- лений, оценки и прогноза состояния экосистем.

моделирование как метод получения мониторинговой информации - метод ис- следования сложных объектов, явлений и процессов путем их имитирования.

Реальные (материальные) модели. Например, аквариум, гидротехнические соору- жения. Одна из самых интересных моделей – модель С. Миллера (1953) образования бел- ковых соединений в первичном океане Земли. Закрытая система, содержащая СН₄, NH₃, Н₂, Н₂О была помещена в закрытую флягу, которую кипятили для ускорения циркуляции газов, и пропускали через нее электрический разряд. Через неделю оказалось, что вода со- держит большое количество двух простых аминокислот, глицина и аланина, присутст- вующих во всех белках.

Идеальные (мысленные) модели. Зависимости между различными процессами, представляемые в виде тех или иных построений (графиков, таблиц и т.д.). Наибольшее распространение получило математическое моделирование, при помощи которого изу- чаются свойства наиболее сложных систем. Например, в России в 1982 г.была создана мо- дель динамики атмосферы, учитывавшая несколько сотен параметров биосферы, в 1983 г. – модель «ядерной зимы» как результат ядерной войны. С помощью подобной модели был с большой степенью вероятности подтвержден факт падения астероида в районе Юкатан- ского п-ва 65 млн. лет назад. Считается, что в результате «ядерной зимы» после взрыва, вызванного этим падением, вымерли динозавры.

Мониторинг и геоинформационные системы. Автоматизированные системы сбора, хранения, анализа экологической информации в настоящее время являются осно- вой геоэкологического мониторинга окружающей среды.