Ландшафтно-геохимические аспекты прогнозирования состояний геосистем в условиях техногенного воздействия

Ландшафтно-геохимический прогноз, как часть ландшафтного, направлен на предсказание потенциально возможных (с учетом воздействия природных и антропогенных факторов) характеристик вещества геосистем. Его основным предметом служат изменение поведения вещества в геосистемах топологического и регионального уровней (Снытко, Семенов, Мартынов, 1984). Значимость ландшафтно-геохимического прогноза особенно повышается в предсказании поведения геосистем в условиях усиливающегося техногенного воздействия. Поэтому наибольшее внимание в геохимии ландшафтов уделяется прогнозированию изменений в количестве и составе веществ обусловленных антропогенным воздействием причем значительная роль отводится изучению устойчивости геосистем к техногенному загрязнению и способности их к самоочищению от продуктов техногенеза (Семенов, 1991).

Под устойчивостью геосистем понимается их способность к самоочищению (Глазовская, 1988), обусловленную скоростью трансформации техногенных веществ и выноса их за пределы геосистем. Во многом эта способность обеспечивается совместимостью природных и техногенных потоков вещества. Устойчивость геосистем определяется как способность природных образований к сохранению своей структуры и поведения или их восстановлению после нарушения внешними факторами, то есть способность к саморегуляции.

Ландшафтно-геохимический прогноз, который является частью ландшафтного, в то же время и часть геохимического прогноза. В принципе геохимический в любой отрасли естествознания имеет целью предсказания изменений химического состава объектов исследования.

Таким образом, предметом ландшафтно-геохимического прогноза (как части геохимического) является изменение поведения вещества, а объектом (как части ландшафтного прогноза) — геосистемы. Как и перед любым ландшафтным прогнозом, перед ландшафтно-геохимическим стоит задача выбора оптимального соотношения между жесткой охраной и разумным преобразованием геосистем (Исаченко, 1980). В большей части случаев, даже в условиях интенсивного воздействия техногенного фактора, природная составляющая геосистем преобладает над техногенной. Поэтому при прогнозировании, прежде всего, следует учитывать естественные изменения природной среды, связанные с развитием геосистем.

В ландшафтно-геохимическом прогнозировании природные особенности вещества геосистем рассматриваются как фон прогноза, на который техногенные факторы накладывают возмущения, приводящие к изменению вещественного баланса. Накопление этих изменений приводят к возникновению антропогенных производных геосистем, но геосистема — объект прогноза — по-прежнему остается природным образованием. Лишь в отдельных локусах природной среды возникает новый класс образований, в которых техногенные факторы довлеют над природными, — это образования Сачава (1978) предложил называть геотехническими системами, или контролируемыми геосистемами. Однако и антропогенные факторы опосредуются природными, в связи с чем создаваемые человеком сооружения связанные с ними компоненты природной среды в целом способны изменяться по законам природы (Исаченко, 1980). Поэтому даже при интенсивной антропогенизации геосистем основное внимание ландшафтоведов-геохимиков должны привлекать природные процессы.

Отправными моментами для ландшафтно-геохимического прогноза служат:

· естественные эволюционные и динамические тенденции и закономерности;

· планы социально-экономического развития, учитывающие прогресс техники.

Современный уровень знаний о природных процессах, неоднозначность планов и невозможность предсказания прогресса в технологиях обуславливают неоднозначность географического прогноза, приводящую его к многовариантности.

Ландшафтно-геохимический прогноз, обращаясь к устойчивости геосистем, напрямую смыкается с проблемой нормирования антропогенных нагрузок на геосистемы.

Нагрузка называется мера антропогенно-технического воздействия на ландшафт в форме изъятия, привнесения или перемещения веществ аи энергии, изменения пространственной структуры. Допустимой формой антропогенной нагрузки считается величина, при которой не происходит существенных нарушений свойств и функций ландшафта. Основной частью исследований по определению допустимых норм нагрузки является эксперимент, включающий обоснование и выбор объектов изучения, измерение нагрузки, определение зависимости состояния от нагрузки и разработка основ норм.

Ландшафтно-геохимическое нормирование антропогенных воздействий на природную среду должно базироваться на ландшафтно-динамической концепции учения о геосистемах.

Таким образом, разработка ландшафтно-геохимического прогноза и норм антропогенных нагрузок на геосистемы, нарду с детальным изучением естественного развития геосистем, требует использования специальных методов исследования, объединенных понятием “географический эксперимент”. Понятие эксперимента трактуется в научной, в том числе и географической, литературе неоднозначно.

Согласно БСЭ (1978) экспериментом называется “метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явления действительности” (т. 30, с. 6). В Географическом энциклопедическом словаре (1988) указывается, что основной принцип экстремальных методов в физической географии заключается в наблюдении изменений, происходящих, в объекте, явление или процессе под воздействием факторов, интенсивность или продолжительность действия которых может меняться по желанию экспериментатора. По мнению Э. Неефа (1974), география не может проводить эксперименты методами точных наук.

В противоположность этим авторам существует точка зрения на эксперимент, значительно расширяющая его поле деятельности. Сачава (1969) считая что, в географии имеет право на существование самая широкая трактовка понятия “эксперимент”, объединяющая детальное изучение в природе географических явлений в количественно учитываемых условиях. По его мнению, “наблюдение за изменением в природе под влиянием какого-то фактора, регулируемого исследователем, — это один из возможных методов экспериментальной географии, использование которого во всех видах экспериментальных работ вовсе не обязательно” (Сачава, 1969).

С точки зрения таких авторов Семенов, Мамитко (1988); Семенов и другие (1987); Снытко и другие (1987, 1989), термин “эксперимент” можно сравнивать с такими исследованием процессов в геосистемах, когда экспериментатор может по своему усмотрению задавать один из параметров.

Сам процесс получения данных в полевых и лабораторных условиях с принудительным изменением характера и степени воздействия одного из факторов можно назвать экспериментальным моделированием. В последнее время методы активных полевых и лабораторных экспериментов, позволяющие в достаточно короткие сроки получить информацию о характере и направленности геохимических процессов путем изменения отдельных параметров, получили широкое распространение.

Глава II