ченному росту численности. Популяция просто не может "набрать" достаточноãо числа особей, биомассы и энерãии, чтобы сêачêообразно возрасти. Именно поэтому в пространственно-сложных эêосистемах с большим видовым составом биоты и разветвленными пищевыми сетями имеется достаточный запас информации для êомпенсирования положительных обратных связей отрицательными. Таêие эêосистемы (смешанные леса, вêлючая тропичесêие; полевые êультуры с мноãопольными севооборотами) высоêоустойчивы, и широêих изменений численности отдельных êомпонентов биоценоза в них не происходит. Подчерêнем, что одной из важнейших причин хроничесêих неудач с исêусственным восстановлением леса на вырубêах и ãарях является именно стремление создать моноêультуры, т. е. выращивать на оãромных площадях êаêую-либо одну древесную породу. Таêие êультуры обычно поãибают в течение первоãо же десятилетия.

2.10. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Переход биосферы в ноосферу предусматривает управление развитием общества, с одной стороны, и биосферы – с друãой, что должно в бу-

дущем не тольêо исêлючить всяêие отрицательные последствия природопользования, но и исправить те, что уже имели место. Таêим образом, необходимы:

теêущий учет и измерение происходящих изменений в оêружающей среде с точêи зрения ухудшения ее êачества;

проãноз этих изменений и связанных с ними эêолоãичесêих последствий.

Следует иметь в виду, что в êонêретных ситуациях возможны самые разнообразные варианты нарушений – от отêаза систем очистêи выбросов или оборотноãо водоснабжения до ãлобальных поãодно-êлиматичесêих возмущений, блаãодаря êоторым параметры êачества среды моãут неожиданно измениться даже в относительно отдаленных от промышленных êомплеêсов районах.

Для тоãо чтобы разумно управлять природопользованием, не допусêая или своевременно предупреждая нежелательные отêлонения êачества среды, необходимо наряду с получением

для полноã о блаã ополучия общества. Понятно, что "оптимальность" оценивается по совоêупности êонêретных поêазателей. Должны быть установлены предельно допустимые наãрузêи на оêружающую среду, превышение êоторых может привести ê ее ухудшению, а следовательно, и ê ущербу для самоãо человеêа.

Исходным понятием в этой сложной работе является упомянутое ранее необходимое и достаточное ê ачество

154

среды, т. е. таêая совоêупность ее параметров, êоторая всецело удовлетворяет êаê эêолоãичесêой нише человеêа, таê и научно-техничесêому проãрессу общества*.

Критериями êачества среды моãут быть высоêая биолоãичесêая продуêтивность, оптимальное соотношение видов и биомассы популяций, находящихся на разных трофичесêих уровнях, и др.

Качество среды может быть выражено в абсолютных или условных единицах (баллах), хараêтеризующих êаждый из êритериев или параметров. Суммарное значение этих баллов и дает оценêу состояния среды в данном районе. Таê, в США с 1969 ã. существует подобный балльный поêазатель, именуемый инде ê сом ê ачества природной среды . Еãо маêсимальное значение (для лучших условий) составляет 700 баллов. Он определяется по результатам балльной оценêи состояния воды, воздуха, природных ресурсов и пр. Известно, что этот индеêс снизился с 406 баллов в 1969 ã. до 343 – в 1977 ã. Балльная оценêа дает возможность ежеãодно устанавливать, за счет êаêоãо именно фаêтора или за счет ухудшения состояния êаêоãо ресурса происходит снижение индеêса. Разумеется, при этом необходимо таêже тщательное наблюдение за êачеством среды с получением соответствующей оценочной информации.

В êонêретных ситуациях êачество среды может оцениваться путем сопоставления измеренных êоличеств заãрязняющих веществ в воздухе, воде или почве с нормативными поêазателями, основанными на толерантности человечесêоãо орãанизма. Подробно этот вопрос рассматривается в следующей ãлаве êниãи.

Для тоãо чтобы получить информацию об изменениях в эêолоãичесêой системе и вовремя отреаãировать на эти изменения принятием и реализацией соответствующих решений, необходимо иметь "точêу отсчета", т. е. неêоторое определенное значение тоãо или иноãо поêазателя данноãо êачества, êоторое Ю. А. Израэль называет фоновым, не подверãавшимся ранее лоêальным антропоãенным воздействиям. Параметры таêоãо фоновоãо состояния меняются под влиянием деятельности человеêа, причем существуют неêоторые êритичесêие уровни êачества среды (минимальный и маêсимальный), в пределах êоторых посторонние воздействия не должны выводить данную систему из состояния устойчивости, ибо иначе в ней моãут произойти необратимые измене - ния . Следовательно, воздействия на эêосистему

* Израэль Ю. А. Об оценêе состояния биосферы и обосновании мони-

торинãа // Доêл. АН СССР. Т. 226, № 4. 1975. С. 955–957.

155

Рис. 2.25. Динамиêа фóнêции состояния элементов неêоторой системы во времени при различных наãрóзêах в связи с задачами мониторинãа:

1 и 7 – нижний и верхний êритичесêие пределы изменений; 2 и 6 – нижний и верхний допустимые пределы изменений; 5 – возбужденное (близêое ê предельно допустимому) состояние эêосистемы при антропоãенном воздействии; 3 – фаêтичесêое состояние эêосистемы (изменение при антропоãенном воздействии); 4 – нормальная динамиêа состояния эêосистемы. Интервалы между êривыми 2 и 6 – зона эêолоãичесêоãо резерва, в пределах êоторой допусêаются изменения эêосистемы. Заштрихованная часть – выход состояния эêосистемы за пределы допус-

тимоãо. По Ю. А. Израэлю, 1984

таêже должны иметь неêоторые предельно допустимые минимум и маêсимум (рис. 2.25).

Таêим образом, для нормальноãо фунêционирования и устойчивости эêолоãичесêих систем и биосферы в целом не следует превышать определенные предельные наãрузêи на них. Таêовыми, в частности, считаются предельно допустимая эê олоã ичесê ая наã рузê а (ПДЭН) или предельно допустимые êонцентрации тех или иных чуждых данной системе веществ – êсенобиотиêов (ПДК).

Отсюда необходимо вести поисê êритичесêих или наиболее чувствительных звеньев в эêосистемах, êоторые наиболее быстро и точно хараêтеризуют их состояние, а таêже осуществить поисê поêазателей, соответствующих наиболее сильно воздействующим фаêторам и уêазывающих на источниê таêоãо воздействия.

Под эêолоãичесêим мониторинãом понимают систему наблюдений за изменениями состояния среды, вызванными антропоãенными причинами, позволяющую проãнозировать разви-

тие этих изменений. Термин "мониторинã" образован от латинсêоãо слова "монитор" – наблюдающий, предостереãающий (таê называли впередсмотрящеãо матроса на парусном судне).

Сеêретариат ООН по оêружающей среде определил эêолоãичесêий мониторинã êаê систему повторных наблюдений

156

элементов оêружающей среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подãотовленными проãраммами.

Объеêтами мониторинãа моãут быть природные, антропоãенные или природно-антропоãенные эêосистемы. Цель мониторинãа – не пассивная êонстатация фаêтов. Он вêлючает таêже проведение эêспериментов, моделирование процессов в êачестве основы проãнозирования.

Орãанизация мониторинãа должна решать êаê лоêальные задачи наблюдения за состоянием отдельных эêосистем или их фраãментов (например, биоты), таê и задачи планетноãо порядêа, т. е. предусматривать систему ã лобальноã о мониторинã а (СГМ).

Базой СГМ является авиационная, êосмичесêая и вычислительная техниêа. Авиационные методы наблюдения за эêосистемами начали применяться еще в 30-е ãã., а с начала 70-х ãã. в праêтиêу вошли êосмичесêие методы. В настоящее время используют термин "аэроêосмичесêие методы", обозначающий совоêупность методов по дистанционной индиêации эêолоãичесêих систем. Аэроêосмичесêие методы применяются для инвентаризации и êартоãрафирования природных ресурсов, наблюдения за сезонными и мноãолетними изменениями природной среды, слежения за ее составом и состоянием, а таêже за последствиями воздействия хозяйственной деятельности человеêа*.

Широêо известны дистанционная индиêация растительности, аэроêосмичесêое изучение почв. Дистанционная, т. е. бесêонтаêтная, индиêация вêлючает таêже реãистрацию элеêтромаãнитноãо поля эêосистем с вышеê, авиационных средств, пилотируемых и беспилотных спутниêов. Аэроêосмичесêие методы, êроме прямых наблюдений и приборных оценоê, широêо используют методы фотосъемêи, причем êартина изменений эêосистем устанавливается путем сравнения фотоизображений (в настоящее время, в основном, спеêтрозональных). Космичесêая индиêация позволяет получить таêую информацию в ãлобальном масштабе, êоторую невозможно получить в результате наземных или авиационных наблюдений. На снимêах хорошо видны поля заãрязнения воды нефтепродуêтами, лесные и степные пожары, изменения заãрязненности воды в местах êрупных антропоãенных воздействий, например при создании дамб.

Авиационные методы, вêлючающие аэровизуальные наблюдения и аэрофотосъемêу, позволяют подсчитывать численность неêоторых видов животных в период миãраций или

* Виноãрадов Б. В. Аэроêосмичесêий мониторинã эêосистем. М.:

Науêа, 1984. С. 7.

157

сêоплений на период линьêи (лоси, северные олени, ãренландсêий тюлень). Возможна таêже индиêация воздействия животных на рельеф, изменение физичесêоãо и химичесêоãо состава почв.

Лоêальными задачами мониторинãа моãут быть, например, наблюдения и слежение за динамиêой популяций вредных орãанизмов, в частности насеêомых, на больших площадях (в пределах всеãо ареала тоãо или иноãо вида), учет движения популяций охраняемых видов животных. Данный путь позволяет проãнозировать возможный ущерб лесным и полевым растениям от вредителей и болезней, а таêже сроêи нанесения этоãо ущерба. Массовая информация, получаемая в точêах наблюдения, должна соответствующим образом обрабатываться с использованием вычислительной техниêи.

Таêим образом, эêолоãичесêий мониторинã должен представлять собой иерархичесêи орãанизованную систему наблюдений, слаãающуюся из звеньев разноãо уровня:

ãлобальноãо (биосферноãо) мониторинãа, осуществляемоãо на основе международноãо сотрудничества, êоторое в последние ãоды становится все более и более интенсивным;

национальноãо мониторинãа, осуществляемоãо в пределах ãосударства специально созданными орãанами;

реãиональноãо мониторинãа, осуществляемоãо в пределах êрупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, например в пределах ãеосистем, территориально-про- изводственных êомплеêсов;

лоêальноãо (биоэêолоãичесêоãо) мониторинãа, вêлючающеãо слежение за изменениями êачества среды в пределах населенных пунêтов, промышленных центров, непосредственно на предприятиях.

Примером лоêальноãо мониторинãа является постоянная система наблюдения и êонтроля заãрязнения воздуха в ãородах, на транспортных маãистралях, осуществляемая при помощи стационарных, передвижных или подфаêельных постов. Таêая система существует в большинстве êрупных ãородов нашей страны.

К лоêальному мониторинãу относится и деятельность сани- тарно-промышленных лабораторий на предприятиях. В задачи этих лабораторий входят, в частности, постоянные наблюдения за заãрязнением воздуха в цехах и на промышленных площадêах, воды в установленных створах водных объеêтов.

Аêадемиê И. П. Герасимов подразделяет систему мониторинãа на блоêи, êаждый из êоторых имеет свои задачи и базу обеспечения (табл. 2.7).

Для осуществления мероприятий по ãлобальному и национальному мониторинãу, т. е. для получения информации

158

Т а б л и ц а 2.7. Система наземноãо мониторинãа оêрóжающей среды

По И. П. Герасимову, 1981

ные балансы СО2 и О2. Крупномасштабные êруãовороты веществ

159

об изменениях êачества среды, происходящих уже на биосферном уровне, необходима орãанизация специальных служб. Базой таêоãо мониторинãа являются длительно действующие территориальные êомплеêсы с минимальным или праêтичесêи нулевым предшествующим антропоãенным воздействием.

Иначе ãоворя, необходимо иметь места, ãде сохранился бы неêоторый фоновый уровень êачества среды, в сравнении с êоторым устанавливалась бы и степень воздействия человеêа на биосферу.

Сеть биосферных заповедниê ов ( станций) должна быть составной частью системы национальноãо мониторинãа, т. е. службы наблюдения и êонтроля оêружающей природной среды на территории страны.

В задачу биосферных заповедниêов входит проведение постоянных наблюдений и определение фоновых параметров современноãо состояния биосферы, а таêже сопоставление их с изменениями, вызываемыми антропоãенным воздействием. Кроме тоãо, биосферные заповедниêи на данном этапе должны вести реãулярные и периодичесêие целевые наблюдения над эêосистемами с тем, чтобы выработать научно обоснованные параметры для êонтроля состояния среды.

Территория заповедниêа должна зонироваться, т. е. иметь центральную зону, удаленную от источниêа воздействия не менее чем на 50–100 êм, со строãим режимом охраны; буферную, в пределах êоторой ставятся эêсперименты, осуществляются опытные хозяйственные мероприятия; а таêже учебно-демон- страционную, êуда возможен допусê посетителей.

Вполне понятно, что êаждый подобный заповедниê по уровню, объему проводимых в нем исследований, а таêже по степени оснащенности должен быть êрупным научно-исследовательсêим учреждением. Необходимо иметь в виду, что создание таêоãо учреждения уже само по себе невозможно без воздействия на оêружающую среду, посêольêу возниêают вопросы êоммуниêаций, энерãоснабжения, бытовоãо обеспечения и др. В настоящее время в России статус биосферных заповедниêов, в пределах êоторых размещаются таê называемые "фоновые станции", придан 17 заповедниêам, в частности Приоêсêотеррасному, Сихоте-Алинсêому и др. На фоновых станциях осуществляются наблюдения за фоновым уровнем заãрязнения природной среды различными инãредиентами. Установлены фоновые значения содержания в воздухе:

Данные по фоновому уровню заãрязнения природной среды друãими веществами приведены в табл. 2.8.

160