Виды мониторинга окружающей среды

• Назовите основные виды мониторинга (по классификации И. П. Герасимова) и дайте им краткую характеристику.
• Расскажите о применении космических съемок для мониторинговых исследований.
• В чем заключается сложность использования в экологии метода моделирования?

Герасимов Иннокентий Петрович - известный географ, почвовед. Основные труды по географии почв, геоморфологии, палео- и физической географии, экологическому мониторингу окружающей среды.

По классификации, предложенной академиком И. П. Герасимовым, мониторинг подразделяют на следующие уровни: биоэкологический, геоэкологический и биосферный.

Первый уровень -биоэкологический(биологический, санитарно-гигиенический, санитарно-токсикологический) мониторингвключает наблюдение:

• за состоянием окружающей среды;
• за степенью загрязнения природных объектов вредными веществами;
• за воздействием этих загрязнителей на человека и биоту в целом (совокупность флоры, фауны и микроорганизмов);
• за наличием в окружающей среде аллергенов, патогенных организмов, пыли;
• за содержанием в атмосфере оксидов азота и серы, тяжелых металлов;
• за качеством водных объектов, степенью их загрязнения и т. д.

Объектами мониторинга являются: приземные слои атмосферы, поверхностные и грунтовые воды, почвы, промышленные и бытовые стоки и выбросы, радиоактивные излучения и отходы.

Биоэкологический мониторинг осуществляют различные службы: гидрометеорологическая (метеостанции, гидропосты, обсерватории), санитарно-гигиеническая и эпидемиологическая (санэпидемстанции) и др. Биоэкологический мониторинг дает экспресс-информацию о состоянии окружающей среды и очень важен для всех районов, городов, населенных пунктов.

Второй уровень - системный геоэкологический (природно-хозяйственный) мониторинг. Суть его заключается в наблюдении за изменениями в экологических системах (биогеоценозах), природных комплексах, в наблюдении за их продуктивностью, динамикой запасов полезных ископаемых, водных, земельных и растительных ресурсов.

Объектами геоэкологического мониторинга служат: исчезающие виды растений, животных, микроорганизмов, природные эко- и геосистемы, агросистемы, лесные насаждения, рекреационные системы. Наблюдения ведутся на географических стационарах и специальных полигонах (тестовых участках). Тестовые участки предназначены для контрольных измерений и наблюдений, на них разрабатываются тесты (индикаторы) ПДК, ПДВ, ПДУ, ПДЭН, биологической продуктивности, естественной способности к самоочищению и т. д. Результаты, полученные на тестовых участках, рассматриваются как типичные, характерные для данной экосистемы. Большую работу в этом направлении выполняют гидрометеорологическая служба, сельскохозяйственные опытные станции, гидромелиоративные станции и др.

Третий уровень - глобальный биосферный мониторинг. Целью этого мониторинга является контроль за состоянием окружающей среды в глобальном масштабе, наблюдение за глобально-фоновыми изменениями в природе, прогноз возможных изменений биосферы и всей географической оболочки в результате хозяйственной деятельности человека.

Объектами мониторинга являются: радиационный баланс, прозрачность атмосферы и ее антропогенное изменение, мировой водный баланс и загрязнение Мирового океана, крупномасштабные изменения в биогеохимических циклах элементов и веществ (CO2, O2, N, P, S, H2O и др.), энергообмен географической оболочки с космосом, мировая миграция птиц, животных, растений и насекомых, изменение климата на планете и др.

В целях проведения фоновых наблюдений по всему миру создается сеть биосферных заповедников, на территории которых запрещается производственная деятельность, представляющая опасность для всего живого. В настоящее время в 62 странах мира создано более 230 биосферных заповедников.

Начиная с 1960-х годов, огромную роль в организации глобального мониторинга стали играть методы космической съемки. Дистанционное зондирование Земли включает все работы, связанные с исследованием состояния окружающей среды из космоса. Особенно эффективны космические исследования, когда они сочетаются с аэровизуальными методами и наземными наблюдениями. Дистанционное зондирование Земли проводится с искусственных спутников "Метеор" и "Космос", пилотируемых космических кораблей, орбитальных станций. Наблюдения с космических кораблей "Союз-3", "Союз-4", "Союз-5" позволили получить данные о строении Земли, без которых трудно прогнозировать поиски нефти и газа. Во время полета кораблей "Союз-7" и "Союз-9" была собрана интереснейшая информация о распределении пыли в атмосфере на разных широтах и в различных регионах Земли. С "Союза-9" была проведена съемка высыхающего залива Кара-Богаз-Гол, которая дала возможность не только определить запасы химического сырья, но и зафиксировать состояние залива, уровень воды и др. Космические методы широко используются при проведении экологических исследований в США, Франции и других странах мира.

Создание глобальных мониторинговых систем является качественно новым этапом в развитии мониторинга и требует больших финансовых затрат. Успехи информатики и вычислительной техники в последние годы приоткрыли двери в экологию методам моделирования. Модель должна как можно более точно описывать реальный объект, а живые объекты характеризуются множеством параметров, которые к тому же непрерывно меняются. Полную информацию о живом объекте получить практически невозможно, поэтому принципиально невозможно создать идеальную модель. Проблема еще более усложняется, если с помощью модели попытаться описать функционирование отдельных экосистем или биосферы в целом. Однако моделирование в проведении глобального мониторинга имеет большую перспективу.