Лекция 4. Экологическое наблюдение, оценка, прогноз.

Экологические наблюдения – первичное и основное звено экологического мониторинга. Система слежения за окружающей природной средой включает наблюдения за источниками, факторами, компонентами, экосистемами и природно-антропогенными процессами.

Для анализа и прогноза экологической ситуации на глобальном, региональном и локальном уровнях необходимо знание географических, экологических, биологических процессов, различных антропогенных эффектов и ситуаций, их вызывающих. Система наблюдений позволяет получить объективные сведения о количественных параметрах антропогенных экосистем.

Создание сети наблюдений начинается с выявления и инвентаризации антропогенных источников и факторов воздействия на окружающую среду.

Получение исходных данных и их первичный анализ обеспечивает система фонового мониторинга, которая в настоящее время существует в ряде стран. Считается созданной и система глобального мониторинга.

В рамках системы наблюдений должно быть организовано слежение за источниками антропогенного влияния, факторами, состоянием компонентов, состоянием экосистем и процессов .

 

Принципы организации экологических наблюдений

 

Для определения временных параметров состояния биосферы измерения должны повторяться через определенные интервалы времени, а по важнейшим характеристикам должны быть непрерывными.

Не меньшее значение имеет пространственная организация сети слежения. Она может быть построена на основе точечных измерений (на станциях), включая дистанционные наблюдения, или на основе площадных съемок и получения интегральных показателей; возможно и целесообразно комбинированное использование этих способов.

При рассмотрении и анализе результатов важно выделить изменение состояния среды, реакцию биоты на эти изменения, происходящие вследствие антропогенного воздействия. Для этого важно знать первоначальное состояние среды (а лучше – ретроспективу его состояния), т.е. состояние до существенного вмешательства человека. Это первоначальное состояние можно частично восстановить по результатам районных наблюдений, ведущихся длительное время, а также анализа состава донных отложений, ледниковых слоев, древесных колец, относящихся к периоду, предшествующему заметному влиянию человека на природную среду.

Для достоверности получаемой информации необходимо применение способов и сбора, которые обеспечивают адекватность экологическому процессу, нейтральность метода по отношению к объекту определения.

Комплекс антропогенных факторов, влияющих на состояние окружающей человека среды, на здоровье населения, исключительно разнообразен: сюда включается загрязнение природных сред различными химическими веществами, физическое воздействие.

Основные антропогенные факторы: выброс в атмосферу физически и химически активных веществ, инертного материала (аэрозольных частиц); тепловое загрязнение; эрозия, вспашка земель, урбанизация территории; биологическое воздействие (создание агроценозов, интродукция биологических видов и т.д.); изъятие и уничтожение ресурсов (невозобновляемых и возобновляемых); антропогенные упорядочение потоков вещества.

Наблюдения проводятся за экологическими последствиями нарушения экосистем: нарушение устойчивости водных, наземных экосистем; возникновение генетических эффектов; исчезновение видов; падение продуктивности, деградация лесов, опустынивание; деградация почв; утрачивается способность экосистем к воспроизводству ресурсов; изменяется характер эволюции экосистемы и биосферы в целом.

Социальные последствия природно-антропогенных изменений окружающей среды: изменение качества и количества произведенных продуктов продовольствия, недоедание населения, голод; изменение структуры энергопотребления; изменение экономики; понижение благосостояния, возможное нарушение развития общества.

Для выявления вышеуказанных эффектов и определения параметров создается комплексная сеть экологических наблюдений.

Система наблюдений – первичное и наиболее важное звено мониторинга, ее цель – получение репрезентативной (достоверной) информации о природно-антропогенных процессах. Без этого невозможно полноценное выполнение остальных стадий мониторинга (оценки, прогноза.

 

Экологическая оценка

Экологическая оценка – одна из основных функций экологического мониторинга. Экологическая оценка определяется по состоянию окружающей природной среды и степени влияния на нее антропогенных процессов.

Экологическая оценка – определение состояния среды жизни или степени влияния на нее каких-то факторов (Реймерс Николай Федорович, 1990).

Современные экологические нормы и правила позволяют дать оценку качества с позиций гигиенических критериев, использования ресурсов и сохранения природной среды.

Экологические критерии — признаки, на основании которых производится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений. В зависимости от направленности оценок могут предлагаться критерии: природозащитные критерии разрабатываются для сохранения целостности популяции, вида, экосистемы. Антропоэкологические или санитарно-гигиенические критерии позволяют оценить воздействие вредного фактора на человека. Эколого-ресурсные, как правило, стимулируют экономное расходование и максимальное извлечение ресурсов. Воздействие на социальные структуры и функции общества измененной природы осуществляется через эколого-социальные критерии.

Кроме того, предлагаются разнообразные эколого-хозяйственные критерии, которые оценивают воздействие на системы «природа – население — хозяйство». Некоторые исследователи в отдельную группу выделяют критерии качества окружающей среды — признаки, по которым производится оценка качества природной среды и отдельных компонентов и элементов ландшафтов. Стандарты качества окружающей среды являются научно обоснованными предельно допустимыми нормативами состояния компонентов природы, превышение которых создает угрозу для человека, биоты ландшафта, ландшафта в целом.

 

Экологический прогноз

Экологический прогноз – предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человечества. Поисковый прогноз – определение возможных состояний экосистем, процессов, явлений в будущем. Нормативный прогноз – определение путей и сроков достижения возможных состояний экосистем, процессов, явлений в будущем, принимаемых в качестве цели.

По масштабам прогнозируемых явлений прогноз делят на глобальный, региональный (в пределах нескольких стран, одного материка, океана и т. п.), национальный (в пределах государства) и локальный (для небольших территорий). Прогноз не имеет ограничений по временной шкале (возможно, и делается на неопределенно долгое будущее).

 

Типизация прогнозов

 

Экологический прогноз может быть выполнен в двух основных формах: поисковый и нормативный.

Прогноз может быть нормативным, т. е. жестко определенным нынешним ходом событий, их направленностью и способами управления ими. Другая форма – поисковый прогноз (предсказание). Предсказание всегда вероятностно.

Поисковый прогноз – определение возможных состояний экосистем, процессов явлений в будущем. При таком прогнозе предсказывается, что вероятнее всего произойдет при сохранении существующих тенденций. Прогноз основан на выборе из множества вариантов из ряда возможных направлений процесса наиболее вероятных, с точки зрения прогнозиста. Нормативный прогноз – определение путей и сроков достижения возможных состояний экосистем, процессов, явлений в будущем, принимаемых в качестве цели. Имеется в виду прогнозирование достижения желательных состояний на основе заранее заданных нормативов, оценок, критериев. Такой прогноз отвечает на вопрос: какими способами достичь желаемого?

К разновидностям экологических прогнозов, очевидно, необходимо отнести следующие прогнозы: изменения среды, воздействия на среду, использования природных ресурсов, природопользования.

В ряде случаев прогноз в рамках «большой экологии» или социальной экологии рассматривают как соединение естественноисторического, социально-экономического и технологического прогнозов, т. е. всей системы «общество –природа». Такой прогноз глобальной динамики называют также прогнозом экоразвития. Практически он выходит за рамки любой из отраслей знаний и является общенаучным.

Прогноз выполняется на основе создания модели природно-антропогенного процесса. Разрабатываются и применяются различные экологические модели: реальные, идеальные, концептуальные, вербальные, графические, математические, аналитические, имитационные.

Реальная модель отражает существенные черты оригинала по самой природе своей физической (а может, химической и биологической) реализации. Примером может служить аквариум с растительностью, животным миром и микробами. Несомненно, он воспроизводит некоторые существенные характеристики естественного водоема. На сегодняшний день остается проблема адекватности реальной модели оригинальной экосистеме.

Знаковая модель представляет собой описание с помощью каких-либо символов, которые интерпретируются как отражения свойств и связей экосистемы-оригинала.

Считается, что наиболее значимы концептуальные и математические модели. Назначение первой из них – дать обобщенное и понятное выражение представлений и знаний об изучаемом объекте.

Экологическое прогнозирование производится с помощью специальных методик: прямолинейной зависимости; по известным заранее кривым изменений; экспоненциальной зависимости; экстраполяции (продления существующих тенденций во времени); модельной экстраполяции, учитывающей возможную неравномерность в развитии процессов; анализа причинно-следственной связи; проведения аналогий (предполагается, что грядущий процесс будет аналогичен уже известным явлениям, происходившим в сходных условиях).

Продолжают развиваться методики прогнозирования, основанные на анализе данных экспериментов и на натурных моделях для нахождения эмпирических зависимостей.

К наиболее современным способам необходимо отнести так называемый метод Делфи (интуитивное, экспертное предсказание, основанное на логическом моделировании, индивидуально проводимом группой экспертов, сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов высказывания), вообще создание тестовых моделей.