Методы геоэкологических исследований.

1.1.1Методология эколого-геологических исследований в самом общем виде может быть представлена схемой: факты à анализ à теория à экологические последствия и à политика. Содержание и задача первого этапа эколого-геологических исследований (создание базы данных). Важнейшим в предлагаемой схеме является первый этап на этом этапе происходит создание информационной базы данных о геологическом, геоморфологическом строении, геодинамических,гидрогеологических, гидрогеохимических, геохимических, радиационных и других геофизических особенностях объектов, с одной стороны, а с другой — информации о функционировании элементов техногенных систем — объектов градопромышленности, горнодобывающих, военных, сельскохозяйственных, лесозаготовительных, гидротехнических объектов, объектов тепловой и атомной энергетики, линейных сооружений, складов и свалок жидких и твердых отходов. Оценка и анализ элементов этих систем завершается установлением основных причинно-следственных связей, изменяющих экологическую обстановку, созданием и обоснованием модели конфликтных ситуаций. На этом этапе определяются и выявляются объекты для эколого-геологического прогнозирования. Принципиальным на этом этапе является определение приоритетов охраны и рационального использования геологических объектов, с одной стороны, а с другой — интерпретация и преобразование характеристик техногенных объектов с позиций геологической понятийной базы.На втором этапе эколого-геологических исследований осуществляется прогноз изменения строения и состава пород, динамики и качества подземных вод, рельефа и ландшафтов, экзодинамической обстановки, геохимических и геофизических особенностей массивов пород. Критерием оценки может служить экологическая устойчивость системы, обеспечивающая комфортное состояние всем участникам этой системы, включая и человека как социального элемента. Эколого-геологическая устойчивость в этом случае рассматривается как один из компонентов устойчивости биосоциосистемы в целом. Третий блок в общей структуре эколого-геологических исследований занимает разработка мероприятий и рекомендации по организации и функционированию оптимальной эколого-геологической обстановки–системы. Этот блок включает комплекс мероприятий, по созданию управляющей системы, направленной на научно-обоснованное рациональное использование природных ресурсов земной коры, защиту экосистем от неблагоприятных воздействий антропо-техногенеза: создание оптимальных, благоприятных, комфортных условий для биоты и человека, поддержание геологического базиса экосистем в устойчивом состоянии. Разработанная модель оптимальной эколого-геологической обстановки позволяет оперировать набором нормативных показателей среды и процессов, достижение которых устанавливается комплексом потенциально возможных управляющих решений. Оптимизация мероприятий и рекомендаций может опираться на принцип устойчивого природопользования, смысл которого заключается в том, чтобы потребляя, не лишить ресурсной базы последующие поколения. Для каждого элемента эколого-геологической обстановки—системы устанавливается комплекс потенциально возможных управляющих решений, которые обеспечивают выработанные в процессе формирования модели оптимальные параметры.

При этом предложенные мероприятия и рекомендации ранжируются по уровням ущерба, который можно предотвратить в перспективе, в том случае, если они будут реализованы.

Результирующим итогом является предложение нескольких конкурирующих вариантов использования и защиты природной среды. Выбор оптимального варианта осуществляется по комплексу геологических, социальных и экономических критериев. Необходимость постоянной корректировки обусловлена присущим геологической среде важнейшим свойством — изменчивостью. Изменчивостью характеризуется и техногенная деятельность человека, которая выражается как в изменении режима работы техногенных объектов, так и заявками на размещение новых техногенных источников. Действенность рекомендаций по организации оптимальной эколого-геологической обстановки–системы возможна лишь при чёткой работе природоохранных органов. В четвёртый этап входитрациональная организация мониторинга возможна лишь на основе модели управления объектом, или системой. Сценарий должен сопровождаться моделью, основанной на угрозе риска возникновения кризисной экологической ситуации. Методология составления подобных моделей разработана в отношении радиоактивных источников и объектов химических производств. В процессе составления подобных моделей оценивается не только вероятность возникновения кризисной ситуации, но и комплекс мер для устранения катастрофических экологических последствий. Разработку описываемых моделей следует рассматривать как одну из важнейших теоретико-методических задач экологической геологии. Очевидно, что при целенаправленном, осмысленном воздействии человека на природу, необходимо иметь эталон, модель, к которой следует стремиться и параметры которой необходимо корректировать, используя адаптивный подход, при котором план дальнейших преобразований постоянно корректируется согласно изменению экологической ситуации территории.Модель управления объектом воспроизводит причинные связи между элементами эколого-геологической обстановки-системы и внешними средами, которые образуют несколько иерархических уровней. Отбираются управляемые факторы и среди них те, регуляция которых может дать наибольший эффект на выходе. Функционирование модели управления такой системой может базироваться на методологии анализа риска.

Схема анализа риска для принятия решений включает определенные цели и оценку соответствия этой цели предполагаемого технического решения по всем его составляющим. Для каждого параметра обозначается неопределенность оценки риска, которая должна носить объективный характер или может быть сокращена с помощью дополнительных исследований. Вероятность достижения пели по уровням и на выходе аппроксимируется суммой вероятностей параметров предыдущих уровней с учетом их ковариационной зависимости. Это позволяет обосновать выбор между альтернативными решениями управления системы в пользу действий, обеспечивающих большую экологическую безопасность объектов. Создание модели оптимальной эколого-геологической системы (модели управления объектом) является стратегической задачей экологической геологии. Под оптимальной при этом понимается система, сохраняющая или улучшающая свои, по крайней мере геодинамическую и геофизико-геохимическую функции при минимально необходимых затратах энергии, средств и труда.

Основными методами геоэкологических исследований являются: полевой, описательный. экспериментальный, сравнительный и моделирование .1.1.2. В процессе полевых геоэкологических исследований изучению подвергаются фоновые характеристики природно – антропогенного загрязнения воздушной, водной среды, почв и биоты. При этом тщательно, в динамике, анализируются данные, характеризующие биомассу и биопродуктивность природных территориальных комплексов. Особое внимание уделяется изучению социально – экономических факторов, оказывающих решающее воздействие на структуру и динамику географических систем. Исследования их проводится с позиции изучения последствий антропогенеза, под влиянием которого формируются качественные и количественные свойства экологического состояния окружающей среды в границах определённого природно – антропогенного комплекса (ландшафта). В соответствии с методикой ландшафтно – экологических исследований, выбор участков геоэкологических наблюдений осуществляется методом «ключей». «Ключевые» участки должны обладать типичными природно – экологическими свойствами характеризуемого ландшафта. 1.1.3.Описательный метод геоэкологических исследований предлагает подробный анализ экологического фона природно – антропогенных ландшафтов, осуществляемого как в экспедиционных, так и в камеральных условиях. Большая роль при этом принадлежит анализу справочно – статистического, картографического, агрокосмического материала, относящего к характеристике экологического состояния исследуемой геосистемы. 1.1.4. Одним из основных в геоэкологии является сравнительный метод. Он предусматривает установление экологического сходства или различия между собой двух или нескольких геосистем одного таксономического уровня. При этом, для анализа выбираются наиболее характерные или тождественные геосистемы. Сравнительный метод позволяет выявить закономерности эволюции экологического состояния анализируемых геосистем, тенденции динамики их геологических свойств. 1.1.5. Экспериментальный метод в геоэкологии применяется при изучении реакций популяций на факторы окружающей среды. Применение этого метода в геоэкологии оправдано в случаях необходимости изучения эффекта суммации загрязнителей природной среды, при изучении адаптационных возможностей человека к экологическим условиям природно – антропогенных систем и при изучении эффекта комбинированного действия нескольких факторов среды на экологическое состояние и функционирование геосистем. 1.1.6. Метод моделирования заключается в построении уменьшенной во много раз модели изучаемой экосистемы (геосистемы), способной отобразить основные черты функциональной структуры оригинала. Например, лабораторная модель проектируемого водохранилища при гидроэлектростанции. Модель должна включать три элемента: а) анализируемое пространство (границы геосистемы»; б.компоненты системы, определяющие её функционирование (связи); в. временной интервал анализа или гипотезы, выдвинутой для проверки. Модели разделяют на реальные (натуральные) и знаковые (абстрактные). К знаковым моделям относятся графики, диаграммы, сжатые словесные описания, отображающие условными знаками оригинал анализируемого явления. (Например, график тенденции колебания солёности воды Аральского моря). Особый интерес вызывают математические и концептуальные модели. Последние отображают в своём содержании в схематическом виде концепцию, идею, гипотезу или серию гипотез об экологической ситуации в определённой геосистеме в заданном временном интервале. 1.1.6.1.Базовые принципы разработки модели устойчиво развивающейся эколого-геологаческой системы. Базовыми принципами разработки модели устойчиво развивающейся эколого-геологаческой системы является соблюдение следующих основных приоритетов.

1. Принцип целевого использования. Природная среда должна использоваться на основе максимального раскрытия заложенных в ней полезных качеств. Выполнение этого принципа должно базироваться на предварительной оценке естественных ресурсов, включая объекты социо- и техносферы.

2. Принцип приоритетов при выработке эколого-экономической концепции развития региона утверждает, что использование того или иного компонента среды не должно приводить к угнетению, деградации, уничтожению природных объектов, имеющих более высокий ранг качества. К сожалению, при любой антропогенной деятельности существующие экологические системы испытывают потери: задача заключается в том, чтобы приобретения компенсировали утраты.

3. Принцип безопасности. Техногенная, антропогенная деятельность при использовании геологического компонента природной среды не должна создавать экологически вредную, опасную для существования биоценозов, человека среду обитания или иметь долгосрочные экологические последствия. Идеалистично требование сохранения всех естественных биоценозов на осваиваемых территориях, но определение допустимого уровня изменений геологического компонента природной среды при условии минимального экологического ущерба — задача весьма актуальная.

4. Принцип сохранения уровня комфортности. Техногенная, антропогенная деятельность при формировании новой, трансформации старой эколого-геологической системы не должна снижать уровень комфортности среды обитания человека. Под комфортностью среды понимается комплекс медико-биологической, социально-психологической благоприятности условий жизни человека и живых организмов.

5. Из изложенных выше принципиальных положений следует. что построение оптимальной устойчиво развивающейся эколого-геологической системы возможно лишь при условии соблюдения пятого основного предложения — принципа разумного компромисса. Поиск тонкой грани между техническими возможностями производства, антропогенным воздействием на биоценозы задача весьма деликатная и непростая, так как ''качество жизни" населения это социальная задача, которую решают не только специалисты в области экологии, но и политики, отстаивающие нередко свои конъюнктурные интересы.

Использование предложенных принципов в процессе создания модели оптимальной устойчиво развивающейся эколого-геологической системы позволяет ввести в представления об оптимальности ряд необходимых граничных условий.