Учебное пособие для студентов- геоэкологов заочного отделения по курсу «Методы геоэкологических исследований» в вопросах и ответах
| Вид материала | Учебное пособие |
- Учебное пособие для студентов заочного отделения Тверь Сахарово, 1892.76kb.
- Учебное пособие для студентов заочного отделения "Теория социальнойработы", 744.31kb.
- М. А. Зеленский криминалистическая тактика в вопросах и ответах учебное пособие, 1097.24kb.
- Учебное пособие по курсу «управление банковским продуктом» Составитель: к э. н., доцент, 955.86kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.78kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.67kb.
- Е. И. Каширина Международное гуманитарное право в вопросах и ответах учебное пособие, 169.91kb.
- Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, а также может быть, 1091.28kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения Специальность, 415.41kb.
- Контрольная работа по патологии для студентов фармацевтического факультета (заочного, 505.42kb.
53). Обобщение и систематизация информации, полученной в результате эколого-геологической съемки.
Форма обобщения информации при этом может быть различной, но приоритет в настоящее время принадлежит картографическим моделям.
Эколого-геологическое картографирование представляет ряд последовательных операций по формализации многоплановой информации о природной, социально-экономической, технической ситуации той или иной территории.
Первый этап включает составление частных и вспомогательных — базовых карт, проектирующих состояние объектов биосферы, геологического компонента природной среды, объектов социо- и техносферы.
Анализ информации, отраженной на этих картах позволяет составить карту конфликтных ситуаций, отражающую перекрытие интересов отдельных природопользователей и пути возможных компромиссов.
Итогом картографических преобразований являются синтетические карты:
1) эколого-геологические, которые могут быть реализованы в виде эколого-геологических карт состояния литосферы и карт прогноза развития эколого-геологической обстановки;
2) рационального использования геологического компонента природной среды, которые могут быть составлены в форме карт приоритетов использования территории, карт регламентации хозяйственной деятельности, карт защиты объектов био- и социосферы и т.п.
54). Эколого-геологические карты — прогнозные модели и карты ожидаемой ситуации.
Эколого-геологические карты должны отражать ретроспективный взгляд на экологическую ситуацию района, а также содержать прогнозные модели, которые могут быть представлены в виде карт ожидаемой ситуации.
Эколого-геологические карты требуют постоянной корректировки на базе информационной системы, перманентно пополняемой данными мониторинга.
По темпам старения информации выделяются квазистабильные и изменяющиеся эколого-геологические обстановки.
В идеале хорошо было бы иметь разновременные картографические модели, позволяющие проследить эволюцию эколого-геологического состояния, оценить реальность и рассчитать будущее состояние системы с учетом планов социально-экономического развития региона.
Назначение и содержание эколого-геологических карт, в первую очередь, определяется объектом исследования.
Именно этим определяются как состав базовой информации, так и окончательные итоговые документы.
Чем большее число факторов затребуется в процессе картографирования, тем труднее оценить их влияние на объекты био- и социосферы.
Сократить количество анализируемых факторов можно лишь опираясь на функциональный анализ, позволяющий выявить факторы, оказывающие определяющее влияние на выполнение литосферой своих экологических функций.
55). Эколого-геологические карты состояния и карты рационального использования геологических ресурсов.
Между этими типами карт существует динамическая связь и взаимозависимость.
Первые служат основой для принятия возможных управляющих решений административными органами.
Вторые, намечая принципиальные пути рационального использования, обуславливают постоянную корректировку управляющих решений согласно фактическим изменениям эколого-геологического состояния, отраженных на картах первого типа.
Основные требования, которые необходимо выполнять для нормального функционирования картографической системы — ее постоянное и достаточно информационное обеспечение, объективный анализ текущей информации.
Постоянная вариация функционирующей картографической системы позволяет избежать весьма дорогостоящих ошибок, которые могут возникнуть в процессе использования геологического компонента природной среды.
Картографическая эколого-геологическая модель не может ограничиваться статическим отражением, характерным для карт ручной рисовки.
Карты, созданные трудом квалифицированных специалистов, становятся документами разового пользования, быстро устаревают, а их уточнение требует почти тех же затрат труда, что и изготовление новых карт.
Поэтому эколого-геологические карты, карты моделей управления состоянием могут полноценно функционировать лишь в том случае, если они составлены на принципах компьютерного картографирования, способного использовать текущую информацию о состоянии объектов для корректировки содержания основных документов.
56). Компьютерного эколого-геологические картографирование.
Такие эколого-геологические картографические модели могут функционировать на базе имитационных моделей, позволяющих отразить изменение экологического состояния в процессе поступления информации о состоянии природных и техногенных объектов.
Создание подобных моделей в геологии сдерживается недостатком объективной информации о состоянии не только природной и техногенной среды, но и о состоянии биоценозов, объектов социосферы.
Предложенный алгоритм познания в эколого-геологическом картографировании пока еще не получил широкого распространения.
На стадии разработки находятся карты, характеризующие ситуации взаимного влияния организма и среды.
Опыт, каждодневная практика, усилия многих специалистов в развитии этого направления в картографировании, возможно в самом ближайшем будущем позволят решить эту сложную методическую задачу.
57). Функциональный анализ — как специальный метод в оценке эколого-геологического состояния обстановки–системы.
Функциональный анализ проводится с целью общей оценки эколого-геологического состояния обстановки.
Методология его базируется на принципах, которые широко используются и в экологии (системный подход, принцип историзма, принцип целостности объекта).
Функциональный анализ позволяет реализовать системный подход при эколого-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методологических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию.
Этот метод занимает среди специальных методов экологической геологии центральное место, так как позволяет решить основную стратегическую задачу — определить пути и способы достижения стабильно развивающихся эколого-геологических обстановок–систем.
Применение метода предусматривается на всех этапах эколого-геологических исследований.
На начальных этапах он позволяет определить необходимый объем данных для построения информационной модели эколого-геологической обстановки–системы, осуществить заказ на получение специальной информации частными методами сопредельных с геологией и геологических наук, специальными методами экологической геологии.
Полученная информация требует специализированной классификации, свертывания, переосмысления, в результате которых могут быть поставлены новые конкретные задачи исследования и оперативного применения корректирующих действий административными органами.
Необходимость повторения цикла эколого-геологических исследовании и соответственно применение функционального анализа эколого-геологической обстановки обусловлено тем, что одноразовые окончательные решения в экологии, как правило, невозможны, необходимо постоянное, периодическое переосмысление пути развития эколого-геологических обстановок–систем, новых формирующихся причинно-следственных связей между подсистемными компонентами, анализ динамики протекающих процессов.
Провести функциональный анализ эколого-геологической обстановки означает:
- выделить и охарактеризовать эколого-геологические обстановки-системы той или иной изучаемой территории. Раскрыть конкретные причинно-следственные связи между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку и дать пространственно-временной прогноз их развития;
- провести оценку значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов;
3) определить принципы развития, а в случае необходимости и пути поддержания существования эколого-геологических обстановок-систем.
Подчеркнем еще раз, что под эколого-геологической обстановкой–системой предложено понимать систему, в которой подсистемные элементы — источники воздействия (природные и техногенные), геологический компонент природной среды, экологическая мишень (объекты био-, социо- и даже техносферы) тесно связаны причинно-следственными прямыми и обратными связями.
Отличием этой системы является то, что ее границы определяются в первую очередь экологическими последствиями, а функционирование ее предполагает трансформацию воздействия (природного или техногенного) через геологический компонент природной среды.
Развитие такой системы, с наиболее общих позиций, подчиняется принципу эколого-системной эволюции. Экологические последствия воздействия оказывают непосредственное влияние не только на геологический компонент природной среды, но и на подсистему источников воздействия, тем самым коренным образом изменяя состояние остальных подсистемных элементов.
Ядром эколого-геологической обстановки-системы является геологический компонент природной среды. Поэтому вся совокупность причинно-следственных прямых и обратных связей между ним и остальными элементами системы формирует поле, область действия данной системы, лежащей в сфере профессиональных интересов базовой науки — геологии, обладающей достаточным теоретическим и методологическим аппаратом для решения экологических проблем.
Скелетный каркас рассматриваемой системы формируется из множества элементарных причинно-следственных цепочек прямых и обратных связей между подсистемами источников воздействия (В), геологического компонента природной среды (А) и экологической мишени (М).
Воспринимая влияние от источников воздействия (подсистема В), геологический компонент природной среды (подсистема А) оказывает непосредственное воздействие через антропогенные геологические процессы и явления на социо-экономические и биологические объекты.
58). Уровни обобщения рассматриваемых при функциональном анализе обстановок–систем.
При функциональном анализе целесообразно выделять не менее трех уровней рассматриваемых обстановок-систем.
Элементарный уровень системы, базирующийся на конкретном виде воздействия и формирующий одномерное пространство причинно-следственных связей.
Например, в результате дорожного строительства происходит перехват поверхностного и подземного стока, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание и подтопление территории, имеющие негативные экологические последствия — угнетение растительности, изменение биоценоэов.
На втором уровне системы формируют двух-трехмерное пространство причинно-следственных связей и характеризуются более сложной структурной организацией.
В этом случае экологические последствия могут играть роль самостоятельного, наведенного источника воздействия на геологическую среду.
Например, в случае подземного захоронения промстоков в сейсмоактивных районах возможно возникновение наведенных землетрясений, которые могут вызвать разрушение инженерных сооружении с экологическими последствиями.
В этом случае фиксируемые цепочки причинно-следственных связей имеют более сложную структуру и могут иметь несколько уровней, взаимодействующих друг с другом.
Третий уровень — системы формируются на базе мощного, разнопланового источника воздействия и образуют сложно организованное пространство причинно-следственных связей.
К таким системам относятся в первую очередь крупные города типа Москвы, районы действия горнодобывающих центров, промышленные центры металлургической, нефтеперерабатывающей, химической промышленности и т.п.
В этом случае исследование подобных систем требует реализации двух принципиальных подходов, базирующихся на принципе декомпозиции, т.е. выделения в рамках системы более просто построенных относительно независимых подсистем и применения системного анализа при характеристике взаимодействия отдельных подсистем между собой и зколого-геологической системы в целом.
59). Иерархия эколого-геологических обстановок–систем.
При иерархическом выделении эколого-геологических обстановок-систем различного порядка можно с принципиальных позиций выделяются в качестве руководящих факторов следующие :
1) при выделении глобальных эколого-геологических систем это, бесспорно, тектоно-магматический, который контролирует как процессы формирования земной коры, ее динамику, так и существование эволюции биологических объектов от империй до видов.
К таким глобальным системам относятся в первую очередь Земля как планета и наиболее крупные ее тектоно-магматические структуры — океаны, континенты и их основные структурные элементы. При выделении таких структур возможно использовать современные иерархические классификации геотектоники;
2) вторым, имеющим важнейшее значение как для литосферных, так и для биологических объектов, является состояние гидросферы: обводненность территории, состояние воды в горных породах, динамика водных ресурсов.
При выделении эколого-геологических систем регионального уровня учитываются и ранее приведенный тектоно-магматический фактор, значение которого не ослабевает и на этом иерархическом уровне.
Это обстоятельство позволяет использовать при иерархическом выделении региональных эколого-геологических систем классификации экзодинамических преобразований территории, основанные на учете этих факторов;
3) принципы выделения локальных эколого-геологических обстановок-систем, с нашей точки зрения, должны опираться на учете действия геологических и техногенных факторов с выделением ограниченного количества руководящих и направляющих процессов, состав, количество которых существенно зависит как от пространственного расположения, так и временного периода.
В качестве локальных систем с преобладанием геологического фактора можно рассматривать системы болот — участков современного торфообразования, системы современных действующих вулканов, системы карстовых районов и т.п.
В качестве эколого-геологических обстановок-систем с преобладанием техногенного фактора можно отнести системы городов, системы горнодобывающих комплексов, системы гидротехнических сооружений и т.п.
Построение строгой иерархической классификации эколого-геологических обстановок-систем, выделение многочисленных их типов и видов — это работа, которую еще предстоит выполнить новому направлению в геологической науке — экологической геологии.
60). Оценка значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов.
В ходе функционального анализа эколого-геологической обстановки оценка значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов в целом осуществляется путем рассмотрения зависимостей, существующих между основными взаимодействующими подсистемными элементами.
В ходе этого рассмотрения необходимо оценить, какой вклад в состояние названных объектов вносит геологический компонент природной среды, подверженной развитию под действием внутренних и внешних, природных и техногенных факторов, исходя из представлений об экологических функциях литосферы.
Здесь лишь кратко напомним, что в ходе функционального анализа необходимо оценить роль ресурсной, геодинамической и геофизико-геохимической функций литосферы как функций экологических.
Напомним, что ресурсная функция литосферы обусловливает наличие и состояние ресурсной базы, которая определяет жизненный уровень как социально-экономических, так и биологических объектов.
В устойчивых эколого-геологических системах эволюция направлена в сторону специализации, наиболее эффективного использования ресурсов.
Сокращение, преждевременное истощение (до появления альтернативного) ресурсной основы может приводить к деградации социально-экономических и биологических объектов, что и наблюдалось нередко в прошлом.
61). Особенности при функциональном анализе оценки ресурсной и геодинамической функций эколого-геологической среды во времени.
Оценка ресурсной функции невозможна без учета эволюции состояния природных объектов по мере использования ресурсов.
Объективные экономические критерии, применяемые для оценки ресурсов, необходимо коррелировать с точки зрения придания особого статуса ресурсам, являющимся жизненно важными для экологических систем, развитых на тон или иной территории.
Безусловно, без потребления ресурсов невозможно оценить тот или иной природный объект, поэтому оценка функций литосферы (с ресурсных позиции) всегда носит субъективный характер.
При функциональном анализе огромное внимание уделяется рассмотрению геодинамической функции литосферы, в частности ее изменению при техногенном воздействии.
Именно им обусловлены наиболее быстро протекающие так называемые антропогенные геологические процессы, многие из которых являются крайне опасными для биоты.
В качестве основного критерия, который можно использовать в ходе анализа для оценки значимости геодинамической экологической функции, следует, по нашему мнению, принять наличие, характер проявления экзогенных и эндогенных процессов, их влияние на устойчивость литосферы, а как следствие — на устойчивость биоты.
В ходе проведения функционального анализа необходимо все время помнить, одна из его задач — рассмотрение влияния условии жизни на физическое здоровье, психическое равновесие, возможность передачи этих качеств потомству и безопасность социальных и биологических объектов.
Наличие таких условий контролируется как собственно геологическими факторами (отсутствие природных аномалий геофизических и геохимических полей и т.п.), так и техногенными факторами (химическое, радионуклидное, электромагнитное загрязнение и т.п.).
62). Техногенные факторы в оценке экологических функций литосферы.
Особую роль в последнее время приобрели техногенные факторы.
Оценка этой функции литосферы лежит в сфере соблюдения действующими и проектируемыми предприятиями принятых на уровне государства норм ПДК, ПДН или фоновых значений.
В то же время следует подчеркнуть, что принятые нормы ПДК, ПДН ориентированы в общем случае преимущественно на человека и не учитывают интересы биологических объектов в целом.
Все это требует уточнения существующих норм и их ориентирование на интересы биологических объектов.
Экологические функции определяют и комплекс социально-психологической благоприятности условий жизни человека.
Проблема имеет два основных аспекта.
Первый связан с сохранением природных условий, благоприятных для существования традиционных укладов различных социальных групп, населяющих ту или иную территорию.
Второй обусловлен требованиями существенного улучшения комфортности проживания социальных групп на урбанизированных, затронутых техногенными преобразованиями территориях.
Эта проблема тесно связана и с требованиями охраны уникальных памятников геологической истории.
Оценка этих экологических функции базируется преимущественно на качественных экспертных оценках и может носить балльный, рейтинговый характер.
Приоритеты в этом случае могут быть установлены преимущественно на государственном уровне с учетом состояния геологического компонента природной среды.
Функциональный анализ позволяет с определенной степенью достоверности определить согласованные с общим направлением эволюции пути и способы достижения стабильно развивающихся эколого-геологических обстановок-систем, добиться положительных результатов в экологической политике.
Развитие и характеристика этой задачи наиболее полно рассмотрена в заключительной главе настоящей монографии и поэтому, завершая описания специального метода экологической геологии, остановимся на некоторых принципиальных положениях, имеющих важное значение для разработки этого направления функционального анализа.
63). Основные в настоящее время стратегические направления в развитии экологической геологии.
В настоящее время, с учетом эволюционных закономерностей системного развития планетарного вещества, экологическая политика, реализуемая в экологической геологии, включает два основных стратегических направления:
1) необходимость максимального сохранения стабильных благоприятных параметров геологического компонента природной среды, обеспечивающих устойчивое эволюционное развитие природы и общества;
2) создание условий для возможных эволюционных '"скачков" в развитии природы и общества с позитивным для цивилизации разработкам.
Первое направление в последнее время интенсивно разрабатывается, принимаются серьезные шаги по оздоровлению среды обитания, сохранению природных обстановок, доставшихся нам в наследство.
Второе менее исследовано.
В его рамках еще предстоит определить комплекс геологических и техногенных факторов, благотворно влияющих на эволюционное развитие биосферы и человека, в частности.
Возможно, одним из методов, входящим в функциональный анализ, станет метод сравнительного сопряженного анализа истории развития древних цивилизаций (дотехногенных) с эволюцией геологических процессов.
Методологической основой его будет рассмотрение техногенеза как естественно-исторического фактора, сопоставимого по масштабам проявления и интенсивности с геологическими факторами.
64). Эколого-геологическое моделирование взаимодействия природных и техногенных объектов.
Моделирование — метод исследования практически любого научного направления, требования к созданию корректных моделей являются, по существу, общими. В то же время использование моделей в экологической геологии, с учетом экологических функций литосферы, позволяет рассматривать его в качестве специального метода этой науки.
Отличительная особенность эколого-геологического моделирования — его биосоционаправленность и принципиальная невозможность получения окончательного, удовлетворяющего все стороны решения.
Под эколого-геологическим моделированием понимается создание моделей состояния и прогноза эколого-геологической ситуации той или иной территории, возникающей при реальных или возможных изменениях геологического компонента природной среды в процессе взаимодействия последнего с источниками воздействия, как природными, так и техногенными.
Создание подобных моделей предполагает поэтапное их формирование, от мысленных (понятийных) моделей к физическим, знаковым (картографическим) и математическим.
В процессе исследования применяется комплекс традиционных методов моделирования.
Выбор конкретного метода обусловливается спецификой информационной базы, задачами исследования.
В процессе эколого-геологического моделирования решаются следующие группы задач:
1) создание моделей состояния эколого-геологической ситуации той или иной территории;
2) построение моделей эколого-геологического прогноза;
3) разработка и выбор модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы территории;
4) корректировка постоянно действующей модели (ПДМ) устойчиво развивающейся эколого-геологической системы.
Выделенные в процессе эколого-геологических исследований цепочки причинно-следственных связей, характеризующих вид воздействия, геологический компонент природной среды, экологическую мишень (объекты биосоциосистем) — позволяют образовать широкий спектр моделей.
Эти модели могут быть как вещественными, так и знаковыми или физическими.
Модели, построенные на принципах физического подобия, можно отнести к категории частных.
Примерами их могут служить прогнозные модели изменения экологических функций литосферы в связи с загрязнением грунтов, подземных вод, подтопленном территории, экзогенными процессами и т.п.
Для построения эколого-геологических моделей, комплексно имитирующих ситуацию, наиболее разработан класс знаковых моделей, среди которых особое место занимают картографические модели.