Тема 5. Фоновий моніторинг

Найбільш складним завданням екологічного моніторингу є вивчення на фоновому рівні.

Організація фонового моніторингу проводиться на базі різних природно-заповідних територій та об’єктів. При цьому проводяться постійні спостереження за фоновими показниками стану біосфери, її змінами за рахунок антропогенних чинників, а також дослідження з метою наукового обгрунтування вибору відповідних параметрів для контролю стану природного середовища.

Вивчають потоки сонячної радіації, визначають антропогенні перетворення кругообігу найважливіших хімічних елементів, досліджують грунтовий покрив, баланс і кругообіг води тощо.

Крім цього, необхідно проводити детальне вивчення забруднених природних середовищ, вимірювати в різних середовищах широке коло інгредієнтів. Дослідження біоти проводиться на біоценотичному (склад біоти, її зміни, функціональна життєдіяльність та біологічна продуктивність), видовому (динаміка популяцій індикаторних видів), фізіологічному (фотосинтез, дихання, ріст, розмноження) і молекулярно-генетичному (мутагенез) рівнях. Ці дослідження повинні бути тісно пов'язані із спостереженнями за абіотичного складовою біосфери.

Таким чином передбачено проводити всебічні дослідження як зовнішніх факторів середовища, так і внутрішніх процесів і явищ, які проходять в екосистемах на фоновому рівні та в буферній (перехідній) зоні, коли можна проводити порівняння результатів антропогенних впливів з фоновим станом екосистеми.

До програми фонового екологічного моніторингу входять наступні розділи:

– моніторинг забруднення природного середовища та інших факторів антропогенного впливу;

– моніторинг відгуку біоти на антропогенний вплив;

– спостереження за змінами характеристик недоторканих ("еталонних") природних екосистем та їх антропогенних модифікацій.

Організація спостережень, які відносяться до першого розділу, повинна проводитись так, щоб результати, які отримуються, відображали достатню інформацію про концентрацію різних домішок у навколишньому середовищі (включаючи біоту), про міграційні процеси і кругообіг цих речовин, їх накопичення і трансформацію.

Необхідно проводити також вимірювання потоку речовин з атмосфери на підстилаючу поверхню, вимірювання міграції з поверхневими та підземними водами, по трофічним ланцюгам в екосистемі.

При виборі речовин для включення в програму вимірів беруться до уваги такі критерії, як розповсюдженість речовин, їх стійкість в навколишньому середовищі, здатність до взаємодії та ін.

Частота вимірів різна для різних середовищ. Для повітря та атмосферних опадів вона складає 10-20 днів, а для інших середовищ – від 2-х до 6-ти місяців.

Необхідно проводити також виміри, які характеризують стан середовища (прозорість атмосфери, рН водного середовища), спостереження ряду гідрометеорологічних величин, достатніх для інтерпретації переносу розсіяних та міграції забруднених речовин, сонячної радіації.

При виконанні даного розділу програми велика увага приділяється пріоритетності найбільш вагомих вимірюваних факторів та ефектів від антропогенних впливів. Основними є ті впливи, які викликають найбільш сильну реакцію в екосистемах і представляють для них найбільшу небезпеку. Це питання розглядають також з позиції можливого найбільшого порушення природного геохімічного балансу. Таке порушення якщо в теперішньому часі і немає великого негативного впливу, то в майбутньому може призвести до серйозних наслідків.

Для оцінки зміни природного кругообігу речовин, який викликаний антропогенною діяльністю, в геохімії прийнято поняття технофільності, яке визначається відношенням щорічного видобутку даного хімічного елемента (фтона) до його кларкового вмісту в літосфері.

Важливо оцінити пріоритетність елементів, які розповсюджуються з аерозолями. Ця характеристика враховує і кількість викинутої в атмосферу речовини в процесах господарської діяльності людини і здатність до розповсюдження на значні віддалі (без врахування надходження в інші середовища).

Розділ моніторингу біотичної складової біосфери (біотичний моніторинг включає фіксацію реакції біоти, оцінку впливу на біоту рівнів забруднення близьких до фонових). Сюди входить програма польових спостережень, експериментальна програма та програма математичного моделювання.

В якості програми польових спостережень біотичного розділу екологічного моніторингу, метою якого є оцінка та контроль поточного стану екосистеми, рекомендується здійснювати спостереження за видами, випадіння або зниження чисельності яких прогнозується в першу чергу.

Також можливе дослідження функціональних характеристик „еталонних” (природних) екосистем на фоновому рівні у порівнянні з їх антропогенними модифікаціями в буферних зонах, проміжних з точки зору антропогенного впливу).

Здійснюються спостереження як за екосистемами, які розвиваються в природних умовах (наприклад, відновлення після пожежі), в результаті короткочасних (відновлення після вирубки) або безперервних (в умовах антропогенного забруднення) впливів. Рекомендуються порівняльні спостереження за просторовими сукупностями природних екосистем, які формуються при різних умовах, наприклад, вивчення водороздільних похилених і низинних екосистем.

В якості досліджуваних біотопів можна досліджувати луки, засушливі зони, водні, гірські та рівнинні екосистеми, тропічні ліси, ліси помірної зони, урбанізовані системи.

Для проведення і обгрунтування фонового екологічного моніторингу в морському середовищі пропонується організувати ряд станцій (полігонів) для довготривалих спостережень за фоновим рівнем зміни морського середовища. На станціях біологічний моніторинг необхідно суміщати з геохімічним моніторингом абіотичної складової. Так само як і на суші, біологічний моніторинг моря повинен здійснюватись на різних рівнях, в першу чергу на організмовому та популяційно-біоценотичному рівні.

Для організації станцій (полігонів) фонового моніторингу морського середовища необхідно обирати райони з екосистеми, які характеризуються різними трофічними рівнями, райони віддалені від джерел забруднення, райони з вразливими екосистемами.

Контрольні запитання

1. Що таке фоновий моніторинг?

2. Об’єкти фонового моніторингу.

3. Що входить до програми фонового моніторингу?