- •Глава 1. Географическая оболочка земли 5
- •Глава 2. Антропогенное преобразование ландшафтов (геосистем) 22
- •Глава 3. Природно-антропогенные системы 73
- •Глава 4. Экологическая оценка территории 82
- •Глава 5. Экологические проблемы и ситуации в мире 99
- •Глава 6. Пути стабилизации экологической ситуации 113
- •Глава 7. Совершенствование управления окружающей средой и природопользованием 141
- •Глава 1. Географическая оболочка земли
- •1.1. Ландшафтная дифференциация земли
- •1.2. Ландшафтно-геохимические системы
- •1.3. Экологически значимые свойства ландшафтов
- •1.4. Единая сфера жизни на планете
- •1.4.1. Роль живого вещества в создании биосферы
- •1.4.2. Биокосные системы
- •1.4.3. Миграционные циклы в биосфере
- •1.4.4. Гомеостаз (экологический баланс) в биосфере
- •1.4.5. Околоземная космическая сфера
- •Глава 2. Антропогенное преобразование ландшафтов (геосистем)
- •2.1. Природные и антропогенные факторы и процессы
- •2.2. Техногенная миграция веществ и трансформация ландшафтов
- •2.3. Природные и антропогенные источники загрязнения
- •2.4. Биотрансформация и биоаккумуляция загрязняющих веществ
- •2.5. Механизм воздействия загрязняющих веществ на растительные и животные организмы
- •2.5.1. Влияние загрязнений на растительность
- •2.5.2. Воздействие загрязняющих веществ на организмы человека и животных
- •2.6. Функционирование геосистем в условиях антропогенеза
- •2.6.1. Природная устойчивость и самоочищающая способность геосистем
- •2.6.2. Функционирование атмосферы
- •2.6.3. Функционирование педосферы
- •2.6.4. Функционирование гидросферы
- •2.7. Миграция отдельных загрязнителей в биокосных системах
- •2.7.1. Соединения азота в окружающей среде
- •2.7.2. Соединения фосфора в окружающей среде
- •2.7.3. Тяжелые металлы в окружающей среде
- •2.7.4. Пестициды в окружающей среде
- •2.8. Современная дестабилизация биосферы
- •Глава 3. Природно-антропогенные системы
- •3.1. Основные классы и типы антропогенных ландшафтов
- •3.2. Аграрные ландшафты
- •3.3. Геотехногенные ландшафты
- •3.4. Понятие о геоэкосоциосистемах
- •Глава 4. Экологическая оценка территории
- •4.1. Анализ антропогенной нагрузки
- •4.2. Понятие эколого-хозяйственного баланса
- •4.3. Методы оценки экологического состояния окружающей среды
- •4.3.1. Нормирование качества окружающей среды
- •4.3.2. Регламентация техногенных воздействий на биоту
- •4.3.3. Биоиндикация загрязнений
- •4.4. Критерии оценки и классификация экологических проблем и ситуаций
- •4.5. Экологическое картографирование
- •4.5.1. Современное состояние экологического картографирования
- •4.5.2. Составление карт экологических ситуаций
- •Глава 5. Экологические проблемы и ситуации в мире
- •5.1. Экологические проблемы в мире
- •5.2. Экологическая ситуация в россии и в сопредельных государствах
- •5.3. Комплексное районирование территории россии по экологической и социально-экономической ситуации
- •5.4. Геоэкологическое прогнозирование
- •Глава 6. Пути стабилизации экологической ситуации
- •6.1. Стабилизация численности населения и изменение образа жизни
- •6.2. Биологизация и экологизация экономики
- •6.3. Сохранение биоразнообразия и охрана природных экосистем
- •6.4. Экологическая оптимизация ландшафтов
- •6.5. Пути решения проблемы энергосбережения
- •6.6. Становление ноосферы
- •6.6.1. Концепция устойчивого экологически сбалансированного развития биосферы
- •6.6.2. Основные предпосылки устойчивого (поддерживающего) развития экосистем россии
- •6.6.3. Концепция эколого-хозяйственного баланса территории
- •6.6.4. Этапы и механизмы устойчивого экологически сбалансированного развития биосферы
- •6.6.5. Первая стадия становления ноосферы
- •Глава 7. Совершенствование управления окружающей средой и природопользованием
- •7.1. Экологический аудит
- •7.2. Геоинформационные технологии
- •7.2.1. Общие вопросы
- •7.2.2. Структура, функции и работа географических информационных систем
- •7.2.3. Роль и местогисв природоохранных мероприятиях
- •7.3. Перспективы глобального мониторинга
- •7.4. Международные научные программы
- •Геоэкологический словарь
- •Рекомендуемая литература
5.4. Геоэкологическое прогнозирование
Прогнозирование в области взаимоотношений человека и среды его обитания имеет исключительную важность. При этом основным познавательным приемом является моделирование природных геосистем всех уровней их организации.
Прогнозирование обычно включает три типа блоков, объединенных целевым назначением: социально-экономический (прогноз антропогенных воздействий и нагрузки), геосистемный (прогноз изменения природной среды - ландшафтов) и экологических проблем и ситуаций (прогноз влияния изменения свойств ландшафтов на условия проживания людей и состояние их здоровья, природно-ресурсный потенциал, генофонд и т.д.). Разработка прогноза каждого из названных блоков является самостоятельной задачей. При системном же подходе они имеют общую цель - суждение о состоянии экологической ситуации в будущем (ее пространственных и временных масштабах и степени остроты).
Прогноз возможных состояний ландшафтов основывается на структурно-динамической конценции геосистемы, наиболее полно разработанной В.Б. Сочавой и его последователями. Сущность этой концепции заключается в переходе структуры природных систем из одной в другую в пределах инварианта (возможных допустимых изменений) за счет внутреннего саморазвития и под влиянием природных и антропогенных факторов. Изменение структуры и соответственно свойств геосистемы можно оценить по целому ряду признаков, одним из которых, например, может быть структура растительного покрова или динамический ряд почв, другими - привнесение чужеродных веществ и изменение состава воздуха, вод, почв, нарушение рельефа водного и термического режимов.
Антропогенно измененные системы имеют те же динамические тенденции, что и ненарушенные структуры, заключающиеся в закономерной смене состояний во времени. Смену антропогенных изменений геосистемы можно рассматривать как трансформацию структуры, зависящую от степени антропогенной нагрузки.
В современных географических исследованиях решение проблемы прогнозирования техногенного воздействия на геосистемы неразрывно связано с отображением прогнозируемой ситуации на картах, представляющих собой структурно-динамические модели. Они предназначены для отражения порядка смены одного состояния другим при нарушении или восстановлении исходной структуры. Такие карты прогноза составлялись в свое время сотрудниками института географии Сибири и ДВ (Н. Давыдова и В. Волкова, 1990)1в связи с проектированием и строительством Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК). Задачи прогнозирования решались с помощью структурно-динамической модели «Доза-эффект», выполненной на основе результатов детальных исследований трансформированных ландшафтов в зоне воздействия ТЭС-аналога (Назаровской ГРЭС). Для построения модели использовались также экспериментальные данные вегетационных и полевых опытов, в том числе результаты изучения миграции химических элементов и самоочищающей способности почв.
Прогноз социально-экономических последствий изменения среды учитывает в первую очередь состояние здоровья населения (младенческую смертность, врожденные аномалии развития новорожденных, смертность по возрастным группам мужчин и женщин, заболеваемость детей и взрослых, распространение онкологических заболеваний), снижение эффективности хозяйства, экономический ущерб, затраты на предотвращение или ликвидацию неблагоприятных экологических изменений, потерю или истощение природных ресурсов и генофонда, экологически обусловленное социальное напряжение, долю безработных в результате закрытия предприятий по экологическим причинам, миграцию населения в связи с экологической обстановкой и т.д.
Прогнозирование экологической ситуации в целом основывается на анализе и синтезе прогнозов всех трех вышеназванных блоков. Методы прогнозирования при этом могут сводиться к трем известным группам: экстраполяции, моделированию и экспертизе. Каждая из них имеет свои существенные ограничения.
Так как объекты прогнозирования представляют значительную сложность структуры, высокую неопределенность динамики развития и функционирования, большое число неоднозначных взаимосвязей между отдельными компонентами и элементами, имеющими различную качественную природу, то эти обстоятельства заставляют предпочесть при комплексиро-вании прогностических модулей экспертные методы.
Методы экспертной оценки разделяются на индивидуальные и коллективные. Наибольшее значение имеют первые методы, и среди них аналитические экспертные оценки, основанные на получении экспертных оценок путем логического анализа прогнозной модели, в данном случае экологической ситуации.
Аналитические экспертные оценки предполагают проведение комплексных исследований в различных регионах и районах, анализ объекта прогнозирования, состояния, тенденций и путей его развития. При этом используется вся имеющаяся информация об объекте прогноза.
Цель анализа объекта прогнозирования - разработка прогностической модели, позволяющей судить об объекте в будущем. Большое внимание при этом уделяется его описанию, которое содержит сведения о наиболее важных характеристиках, оценке связей и влияния отдельных характеристик и их групп на тенденции развития. Анализ включает использование различных географических методов: сравнительного географического, историко-генетического, аналогии и т.д.
После анализа объекта прогнозирования наступает синтез прогнозной модели, который осуществляется объектным или функциональным путем. Первый путь нацелен на на выделение подсистем (блоков), которые рассматриваются как совокупность свойств и взаимосвязей соответствующего объекта, второй - основан на функциональном признаке, на выделении главных функций (например, особенностей функционирования и динамики ландшафта, его продуктивности). При анализе и прогнозировании экологической ситуации, как правило, имеет место смешанный объектно-функциональный подход. Метод аналитических экспертных оценок позволяет соединить в единое целое все последовательно проводимые прогнозные процедуры, т.е. провести синтез прогнозной модели.
С целью разработки мероприятий по обеспечению экологической безопасности страны в 2001 г. в Институте географии РАН и Институте геоэкологии РАН был разработан геоэкологический прогноз до 2010 г., включающий два сценария:
I - существующая хозяйственная практика, антропогенная нагрузка и природоохранная политика останутся неизменными;
II - экономика будет развиваться при условии расширения использования ресурсо- и энергосберегающих, экологических чистых технологий (табл. 5.3).
В качестве объектов прогнозирования были выбраны 12 зон с наиболее неблагоприятной существующей экологической ситуацией.
Таблица 5.3. Геоэкологический прогноз до 2010 г.
Зоны наиболее сложных экологических ситуаций |
Сценарий развития территорий до 2010 г. | |||
I - при сохранении сложившейся хозяйственной практики |
II - при развитии экономики на базе ресурсо- и энергосберегающих технологий | |||
Экологическая ситуация | ||||
степень остроты |
площадь проявления |
степень остроты |
площадь проявления | |
Кольско-Карельская |
+ |
+ |
=/- |
= |
Печорско-Воркутинская |
+ |
+ |
= |
= |
Поволжская |
+ |
+ |
=/- |
=/- |
Центральная |
+ |
+ |
=/- |
=/- |
Центрально-Черноземная |
+ |
+ |
- |
- |
Азово-Придонская |
+ |
= |
=/- |
=/- |
Прикаспийская |
+ |
+ |
= |
= |
Уральская |
+ |
= |
= |
= |
Северо-Западно-Сибирская |
+ |
+ |
= |
= |
Норильская |
+ |
+ |
=/- |
=/- |
Кузбасская |
+ |
+ |
= |
- |
Приангарская |
+ |
+ |
= |
=/- |
Примечание: + увеличивается; = стабилизируется; - уменьшается.
Анализируя характер и размещение экологических районов в пределах всей страны, нетрудно видеть, что территории с наиболее сложной и острой экологической обстановкой приурочены к западным и южным частям России. Это регионы, где сосредоточено основное население, где располагаются главные земледельческие районы, а также наибольшее количество транспортных магистралей и городов. Такая высокая концентрация антропогенной нагрузки закономерно приводит к сильнейшим нарушениям природной среды и обусловливает возникновение наиболее острых экологических проблем и ситуаций. 2
Назовите наиболее важные экологические проблемы в полярных регионах.
Какой биоценоз является основой всех пищевых цепей в морях и океанах?
Назовите главные причины неблагополучного экологического состояния России.
Какие отличительные качества включает характеристика экорегиона?
Что учитывалось при разработке прогнозных сценариев развития экологических ситуаций на территории России?