CC BY
81
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИРОДНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Александр Викторович Ван
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, доктор геолого-минералогических наук, профессор-консультант кафедры кадастра, тел. (383) 344-31-73, e-mail: van.a.v @ mail.ru
В статье рассматриваются пути решения методологических проблем исследований природных экологических и природно-технических систем с целью установления наиболее эффективных способов добычи информации, обеспечивающих мероприятия по рациональному использованию природных ресурсов и охраны окружающей среды.
Ключевые слова: экосистемный анализ, экологические и природно-техниченские системы, экологические функции, информация, природные ресурсы.
METHODOLOGICAL PROBLEMS OF INVESTIGATING NATURAL ECOLOGICAL AND NATURAL-TECHNOGENIC SYSTEMS
Alexander V. Van
Ph.D., consulting professor, department of cadastre, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo st.. 630108, Novosibirsk, phone: (383) 344-31-73, e-mail: van.a.v @ mail.ru
The author offers the ways of solving methodological problems of investigating natural ecological and natural- technogenic systems in order to find the most efficient way of obtaining information to facilitate efficient management of natural resources and environmental protection.
Key words: ecosystem analysis, ecological and natural- technogenic systems, ecological functions, information, natural resources.
Интенсивное нарастание и глобализация экологических исследований в последние годы с привлечением новейших достижений науки породили и обострили множество методологических проблем, связанных с разработкой и совершенствованием методов изучения функционального взаимодействия человека и окружающей природы. Для решения этих проблем создаются новые теории, концепции и учения о научном познании естественных территориальных комплексов, представленных экологическими системами, которые образованы такими основообразующими компонентами, как литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. На этом фоне возник ряд новых научных дисциплин экологической направленности - геоэкология, экологическая геология, инженерная экология, геомедицина и др.
В последние годы одним из главных направлений исследований рассматриваемой проблемы стал экосистемный анализ с признанием экологических функций геологической среды основным природоформирующим фактором и важным источником информации, обеспечивающим рациональное использование природных ресурсов. Разработаны новые методы и технологии
изучения природных объектов и явлений, следовательно, возникли и новые подходы к интерпретации полученных данных, сформировались другие акценты в методологии исследований взаимодействия человеческого общества и окружающей его природы.
Прежде всего, методология современных экологических исследований ориентирована на обеспечение научно-обоснованной информационной базы, обеспечивающей рациональное природопользование, под которым подразумевается наиболее экономные, эффективные и безопасные для природы способы ее освоения. Именно системный анализ обеспечивает целевое изучение последствий производственно-хозяйственной деятельности человека и получение достоверных данных, необходимых для разработки мероприятий по рациональной эксплуатации природных ресурсов, для оценки экологической емкости природных территориальных объектов, их стойкости к техногенному воздействию и направления практического использования с учетом требований охраны окружающей среды. При этом предусматривается создание наиболее благоприятного режима для воспроизводства утраченного с целью обеспечения перспективных интересов дальнейшего производственно-хозяйственного развития, комфортности проживания и сохранения здоровья людей.
В сложившейся обстановке наиболее приоритетным направлением исследований является установление экологического состояния, ресурсоемкости и пределов хозяйственных возможностей территории, которые выявляются анализом и выделением природных экологических систем и природно-технических систем для районов, трансформированных под воздействием человеческой деятельности.
Принципиальное начало рационального использования природных ресурсов заключается в познании взаимосвязи природных экосистем, каждая из которых характеризуется вполне определенными естественными показателями, служащими информационной основой хозяйственной деятельности человека, перспективного планирования и прогнозирования дальнейшего развития. Поэтому экосистемный анализ является главным методом получения нужных сведений по всестороннему изучению природных и природно-технических объектов эксплуатации.
Практический опыт экосистемных исследований показывает, что для получения наилучших и достоверных результатов следует использовать методы экологической геологии, изучающей главный составляющий компонент природных экологических систем - литосферу со своими ресурсной, геодинамической, геохимической и другими функциями, в значительной степени определяющей экологическую обстановку окружающей среды. В таком случае объектом изучения становится эколого-геологическая система (подсистема экосистемы), которая согласно В.Т. Трофимову и др. [2] является определенным объемом литосферы с находящейся с ней во взаимосвязи биотой. Целью экологической геологии является создание таких методов и технологий исследований, которые обеспечивали бы раскрытие экологических функций каждой отдельной экосистемы и их влияние на процессы саморегуляции биосферы и естественного баланса составляющих ее
компонентов на определенной территории. Многообразие функциональных взаимосвязей между природной и техногенно преобразованной литосферой и биотой позволяет проводить типизацию эколого-геологических систем по их экологической емкости - хозяйственной пригодности, видам и характеру экологических функций, которые используются для обоснования мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды.
Главным критерием выделения и оценки природных экосистем являются экологические функции литосферы и состояние эколого-геологических условий поверхностной части земной коры, входящей в зону жизнеобеспечения и взаимодействующей с биотой.
Экологическая геология выделяет природную эколого-геологическую и природно-техническую системы [2]. Первая эколого-геологическая система исследуется на неосвоенной территории, не затронутой человеческой деятельностью и где отсутствуют признаки техногенной трансформации окружающей обстановки. Системный анализ в этом случае заключается в установлении состава, состояния и свойств литосферы определенного территориального объекта и взаимодействующей с ней биотой.
Природно-техническая эколого-геологическая система включает в себя уже существующие промышленные и жилые строения, инженерные сооружения и их комплексы, которые нарушают сложившуюся природную обстановку, преобразуют рельеф, гидросеть, растительность и животный мир, загрязняет окружающую среду промышленными и бытовыми отходами. Такая система изучается с целью установления ее современного состояния с мониторингом изменений под воздействием человеческой деятельности.
Наблюдения за трансформацией природных экологических и природнотехнических систем обеспечивают перспективное планирование использования неосвоенных территорий и прогнозирование дальнейшего развития хозяйственной деятельности, согласно реальному состоянию выделенных экосистем и с учетом требований по охране окружающей среды.
Методика исследований природно-технических систем включает в себя кроме общих методов для всех природных экологических систем, еще и специфические способы, ориентированные на изучение их преобразования в условиях антропогенеза. Мониторинг изменений природных экологических систем под воздействием человеческой деятельности играет важную роль в экологической оценке территории, результаты которого являются основой научного прогноза ее дальнейшего развития, для решения проблем сохранения природы и ее воспроизводства.
Территория юго-востока Западной Сибири является зоной развитой промышленности и интенсивного сельскохозяйственного производства. Размещение производственно-хозяйственных объектов неравномерное и в местах их сгущения происходит значительная трансформация природной среды под влиянием техногенных факторов. В то же время здесь еще имеются значительные пространства неосвоенных площадей. Сравнительный анализ экологического состояния природных экологических и природно-технических
систем является одним из методов оценки трансформации природной среды в условиях антропогенеза.
В отличие от неосвоенных территорий районы, входящие в природнотехнические системы, характеризуются наличием искусственных рукотворных объектов, которые находятся во функциональной взаимосвязи с природоформирующими компонентами окружающей среды, притерпевающими разрушительную трансформацию под воздействием человеческой деятельности. Получается, что природные и искусственные элементы, взаимодействуя между собой, образуют новые, с иными функциональными показателями системы. Такие системы возникают и существуют на фоне естественных экологических систем, а их взаимосвязь определяется масштабом и формой производственнохозяйственной деятельности человека на этой территории.
Трансформация природных территориальных комплексов под воздействием производственно-хозяйственной деятельности человека проявляется в преобразовании окружающей среды, вызываемом совокупностью физических и химических процессов, порожденных производственнохозяйственной активностью людей по освоению новых территорий, по использованию природных ресурсов. Степень изменения природной среды в условиях антропогенеза определяется интенсивностью и видом практической деятельности человека.
Исходя из вышеизложенного, становится понятным целесообразность использовать более детальные целевые (отраслевые) подразделения природнотехнических систем [1]. На локальном уровне при более подробном описании параметров природно-технических систем есть смысл отражать в наименовании системы конкретную принадлежность ее техногенного компонента, например, в таком виде - агросистема, урбаносистема и др.
Агросистема состоит из пространственно и функционально единого объекта, представленного ландшафтом, где естественная растительность на большей части территории вытеснена агроценозом, образованным
взаимосвязью земледельческих мероприятий и почвенного покрова и созданным человеком для получения сельскохозяйственных продукций. С этой системой связана территория сельскохозяйственной практики, использующей
научные приемы возделывания сельскохозяйственных культур, включая
агротехнику, агрофизику, агрохимию на определенном участке, покрытом слоем плодородной почвы. Наиболее выразительной локальной агросистемой является Приобское плато (восточная часть Новосибирской области по обе стороны р. Оби), составленное лесостепным ландшафтом возвышенного плато с приречными склонами, разнотравно-злаковыми лугами, где
сконцентрированы наиболее продуктивные земли, состоящие из мощных (до 0,5 м покровов обыкновенного чернозема, иногда выщелоченных. Сельскохозяйственная ценность почв относится к высоко- и очень высококачественной категории. Под сельскохозяйственные угодья заняты 80 % территории. Отмечается полная распашка пахотнопригодных земель, которые занимают 50 % территории. Из них 10 % подвержено дефляции, и до 20 % -водной эрозии. Заболоченность достигает 25 %. Состояние экосистемы близко к
критическому, что обусловлено интенсивной хозяйственной эксплуатацией. Агроценозы на месте распаханных зональных степей находятся на различных стадиях деградации. Сильно нарушен почвенный покров, который нуждается в усиленной охране.
Урбаносистема представлена природно-антропогенным комплексом, состоящий их архитектурно-строительных объектов со сложившейся инфраструктурой на фоне в разной степени нарушенной природной среды. Рост и развитие городского хозяйства, сопровождающиеся увеличением удельного веса городского населения, приводит к полной утрате первичных природных черт. При достижении критической степени урбанизации территория теряет природные системные связи и приобретает новые антропогенные функции.
Типичной урбаносистемой в пределах юго-востока Западной Сибири является г. Новосибирск со своим почти полуторамиллионным населением, которое занято трудом в сферах промышленности, управления, науки, культуры, торговли и обслуживания. Сельскохозяйственное производство имеет только подсобное значение.
Социальными признаками такого большого мегаполиса как Новосибирск служит концентрация многоэтажных строений, широкое развитие общественного и частного транспорта, каналов связи, значительное превышение застроенной и окультуренной части территории города над природными зелеными и садово-парковыми пространствами, а также большое количество производственных и бытовых отходов. Большая концентрация промышленных объектов - главных загрязнителей атмосферы, гидросферы и литосферы - значительно повышает экологический риск для здоровья проживающего здесь населения.
Обобщая вышеизложенное, можно констатировать, что методологические проблемы исследований природных экологических и природно-технических систем наиболее эффективно решаются методами экологической геологии, результаты которых видны на конкретных примерах.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жарников В.Б., Ван А.В. Природно-технические системы Новосибирского Приобья как объекты кадастра // Вестник СГГА. 2010. № 1 (12).- С.83-93.
2. Экологические функции литосферы / В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинг Т.А. Барабошкина и др. - М.: МГУ, 2000.-432 с.
© А.В. Ван, 2012
