Наземные наблюдения за состоянием и изменением биосферы

Наземные наблюдения за состоянием и изменением биосферы ведут­ся на специальных стационарах, которые в зависимости от назначения подразделяют на базовые (фоновые) и региональные станции.

Базовые станции служат для получения информации о фоновом (ис­ходном) состоянии биосферы и поэтому должны располагаться в районах с заведомо полным (насколько это вообще возможно в современном мире) отсутствием антропогенного влияния не только в настоящее время, но и в ближайшем будущем. Их необходимо размещать в специально выбранных точках как на суше, так и в пределах акватории Мирового океана.

Региональные станции создаются с целью получения информации о состоянии биосферы в зонах, подверженных влиянию хозяйственной дея­тельности человека. Они могут размещаться как вблизи крупных городов и промышленных центров, так и на их границах. Региональные станции служат для фиксации сравнительно быстрых изменений природной среды, базовые станция предназначены для выявления медленных негативных процессов, характеризующих состояние биосферы в целом и поэтому наи­более опасных с точки зрения своих последствий.

В нашей стране базовые станции организованы и функционируют главным образом в составе биосферных заповедников. Биосферными за­поведниками называют репрезентативные (представительные для данных физико-географических условий) слабоизмененные и строго охраняемые природные территории, в пределах которых ведутся мониторинговые на­блюдения за антропогенными изменениями биосферы. Они имеют зони­рованную структуру и, как правило, включают: а) зону, находящуюся вне сферы хозяйственного использования и защищаемую от вмешательства со стороны человека (в ее границах проводятся фоновые наблюдения); б) пе­реходную (буферную) территорию с ограниченной хозяйственной дея­тельностью; в) территорию, испытывающую антропогенное воздействие. Таким образом, биосферные заповедники как бы совмещают в себе при­знаки базовых и региональных станций, хотя программа наблюдений в них является более широкой прежде всего за счет проведения экологических и биологических исследований.

Важной задачей глобального мониторинга является выбор местопо­ложения фоновых станций и биосферных заповедников, разработка про­грамм и унификация методов проведения мониторинговых наблюдений.

Согласно Е.В. Милановой и А.М. Рябчикову (1986), основными кри­териями выбора территорий под биосферные заповедники являются: ре­презентативность (наличие черт, характерных для данного биома), разно­образие природных условий (включение по возможности максимального числа экосистем, сообществ и организмов, характерных для биома) естественность (предпочтение отдается участкам, не испытавшим существен­ных антропогенных преобразований), эффективность территории как при­родоохранной единицы (размер, форма и положение территории должны обеспечивать максимальную степень саморегулирования и слабое воздей­ствие внешних нарушающих факторов). По данным В.Е.Соколова и Ю.Г. Пузаченко (Меняющийся мир..., 1991), наибольшее разнообразие природ­ных условий приурочено к экотонам (переходным зонам), где проявляется и наибольшая неустойчивость экосистем к антропогенному воздействию. Неустойчивость объясняется тем, что большинство элементов систем в пределах экотонов располагается вблизи своих экологических границ и со­ответственно обладает повышенной чувствительностью к внешним воз­действиям. Поэтому территории с большим разнообразием экосистем наи­более удобны для организации сложных научных исследований.

Программа глобальных мониторинговых наблюдений строится так, чтобы получить необходимую информацию как о ходе естественных про­цессов, так и о последствиях антропогенного вмешательства в природу. Она включает (Израэль, 1984): а) мониторинг загрязнения при­родной среды; б) мониторинг откликов биоты на воздействие человека; в) наблюдения за изменением структурно-функциональных характеристик (соотношения годичной первичной и вторичной биологической продук­ции, интенсивности биологического круговорота и др.) природных (эта­лонных) экосистем и их антропогенных модификаций. Результаты мони­торинга необходимо сопоставлять с данными метеорологических, гидроло­гических и других геофизических наблюдений.

Программа глобальных наблюдений предусматривает измерение по­тока веществ из атмосферы на подстилающую поверхность, в процессе ми­грации с поверхностными и подземными водами, по трофическим цепям в экосистемах. При выборе ингредиентов приняты во внимание такие кри­терии, как способность веществ распространяться на большие расстояния, их устойчивость и мобильность в окружающей среде, способность к воз­действию на экологические и геофизические системы (в том числе на кли­мат). Среди измеряемых показателей следует выделить вещества, опреде­ляемые во всех сферах (бенз(а)пирен, хлорорганические соединения, тяже­лые металлы и др.) и ряд загрязнителей (окись углерода, окислы азота, озон, аэрозоли и др.), которые определяются в атмосфере (табл. 2).

Таблица 2 Программа мониторинга загрязняющих веществ в биосферных заповедниках

Геосферы и их компоненты	Загрязняющие вещества	Периодичность наблюдений
Атмосфера Атмосферные осадки и выпадения, снежный покров Поверхностные и подземные воды, донные отложения и взвеси Почва Биота	Аэрозоли, озон, окись и двуокись углерода, окислы азота, углеводороды, бенз(а)пирен, хлорорганические соединения(ДДТ) Свинец, ртуть, кадмий, мышьяк,ДДТ, бенз(а)пирен, анионы и катионы(по стандартной программе), радионуклеиды Свинец, ртуть, метилртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, бенз(а)пирен, биогенные элементы, Свинец, ртуть, метилртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, бенз(а)пирен, биогенные элементы Свинец, ртуть, метилртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, бенз(а)пирен, биогенные элементы	От суточной до пятисуточной Осадки – один раз в декаду, месяц. Выпадения – один раз в месяц. Снежный покров раз в год перед началом снеготаяния Вода и взвеси – 6 раз в год в характерные гидрологические периоды. Донные отложения – 1 раз в год в летнюю межень 1-2 раза вгод 2 раза в год