5.4. Геоэкологическое прогнозирование

Прогнозирование в области взаимоотношений человека и среды его обитания имеет исключительную важность. При этом основным познавательным приемом является моделирование природных геосистем всех уровней их организации.

Прогнозирование обычно включает три типа блоков, объединенных целевым назначением: социально-экономический (прогноз антропогенных воздействий и нагрузки), геосистемный (прогноз изменения природной среды - ландшафтов) и экологических проблем и ситуаций (прогноз влияния изменения свойств ландшафтов на условия проживания людей и состояние их здоровья, природно-ресурсный потенциал, генофонд и т.д.). Разработка прогноза каждого из названных блоков является самостоятельной задачей. При системном же подходе они имеют общую цель - суждение о состоянии экологической ситуации в будущем (ее пространственных и временных масштабах и степени остроты).

Прогноз возможных состояний ландшафтов основывается на структурно-динамической конценции геосистемы, наиболее полно разработанной В.Б. Сочавой и его последователями. Сущность этой концепции заключается в переходе структуры природных систем из одной в другую в пределах инварианта (возможных допустимых изменений) за счет внутреннего саморазвития и под влиянием природных и антропогенных факторов. Изменение структуры и соответственно свойств геосистемы можно оценить по целому ряду признаков, одним из которых, например, может быть структура растительного покрова или динамический ряд почв, другими - привнесение чужеродных веществ и изменение состава воздуха, вод, почв, нарушение рельефа водного и термического режимов.

Антропогенно измененные системы имеют те же динамические тенденции, что и ненарушенные структуры, заключающиеся в закономерной смене состояний во времени. Смену антропогенных изменений геосистемы можно рассматривать как трансформацию структуры, зависящую от степени антропогенной нагрузки.

В современных географических исследованиях решение проблемы прогнозирования техногенного воздействия на геосистемы неразрывно связано с отображением прогнозируемой ситуации на картах, представляющих собой структурно-динамические модели. Они предназначены для отражения порядка смены одного состояния другим при нарушении или восстановлении исходной структуры. Такие карты прогноза составлялись в свое время сотрудниками института географии Сибири и ДВ (Н. Давыдова и В. Волкова, 1990)¹в связи с проектированием и строительством Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса (КАТЭК). Задачи прогнозирования решались с помощью структурно-динамической модели «Доза-эффект», выполненной на основе результатов детальных исследований трансформированных ландшафтов в зоне воздействия ТЭС-аналога (Назаровской ГРЭС). Для построения модели использовались также экспериментальные данные вегетационных и полевых опытов, в том числе результаты изучения миграции химических элементов и самоочищающей способности почв.

Прогноз социально-экономических последствий изменения среды учитывает в первую очередь состояние здоровья населения (младенческую смертность, врожденные аномалии развития новорожденных, смертность по возрастным группам мужчин и женщин, заболеваемость детей и взрослых, распространение онкологических заболеваний), снижение эффективности хозяйства, экономический ущерб, затраты на предотвращение или ликвидацию неблагоприятных экологических изменений, потерю или истощение природных ресурсов и генофонда, экологически обусловленное социальное напряжение, долю безработных в результате закрытия предприятий по экологическим причинам, миграцию населения в связи с экологической обстановкой и т.д.

Прогнозирование экологической ситуации в целом основывается на анализе и синтезе прогнозов всех трех вышеназванных блоков. Методы прогнозирования при этом могут сводиться к трем известным группам: экстраполяции, моделированию и экспертизе. Каждая из них имеет свои существенные ограничения.

Так как объекты прогнозирования представляют значительную сложность структуры, высокую неопределенность динамики развития и функционирования, большое число неоднозначных взаимосвязей между отдельными компонентами и элементами, имеющими различную качественную природу, то эти обстоятельства заставляют предпочесть при комплексиро-вании прогностических модулей экспертные методы.

Методы экспертной оценки разделяются на индивидуальные и коллективные. Наибольшее значение имеют первые методы, и среди них аналитические экспертные оценки, основанные на получении экспертных оценок путем логического анализа прогнозной модели, в данном случае экологической ситуации.

Аналитические экспертные оценки предполагают проведение комплексных исследований в различных регионах и районах, анализ объекта прогнозирования, состояния, тенденций и путей его развития. При этом используется вся имеющаяся информация об объекте прогноза.

Цель анализа объекта прогнозирования - разработка прогностической модели, позволяющей судить об объекте в будущем. Большое внимание при этом уделяется его описанию, которое содержит сведения о наиболее важных характеристиках, оценке связей и влияния отдельных характеристик и их групп на тенденции развития. Анализ включает использование различных географических методов: сравнительного географического, историко-генетического, аналогии и т.д.

После анализа объекта прогнозирования наступает синтез прогнозной модели, который осуществляется объектным или функциональным путем. Первый путь нацелен на на выделение подсистем (блоков), которые рассматриваются как совокупность свойств и взаимосвязей соответствующего объекта, второй - основан на функциональном признаке, на выделении главных функций (например, особенностей функционирования и динамики ландшафта, его продуктивности). При анализе и прогнозировании экологической ситуации, как правило, имеет место смешанный объектно-функциональный подход. Метод аналитических экспертных оценок позволяет соединить в единое целое все последовательно проводимые прогнозные процедуры, т.е. провести синтез прогнозной модели.

С целью разработки мероприятий по обеспечению экологической безопасности страны в 2001 г. в Институте географии РАН и Институте геоэкологии РАН был разработан геоэкологический прогноз до 2010 г., включающий два сценария:

I - существующая хозяйственная практика, антропогенная нагрузка и природоохранная политика останутся неизменными;

II - экономика будет развиваться при условии расширения использования ресурсо- и энергосберегающих, экологических чистых технологий (табл. 5.3).

В качестве объектов прогнозирования были выбраны 12 зон с наиболее неблагоприятной существующей экологической ситуацией.

Таблица 5.3. Геоэкологический прогноз до 2010 г.

Примечание: + увеличивается; = стабилизируется; - уменьшается.

Анализируя характер и размещение экологических районов в пределах всей страны, нетрудно видеть, что территории с наиболее сложной и острой экологической обстановкой приурочены к западным и южным частям России. Это регионы, где сосредоточено основное население, где располагаются главные земледельческие районы, а также наибольшее количество транспортных магистралей и городов. Такая высокая концентрация антропогенной нагрузки закономерно приводит к сильнейшим нарушениям природной среды и обусловливает возникновение наиболее острых экологических проблем и ситуаций. 2

Назовите наиболее важные экологические проблемы в полярных регионах.

Какой биоценоз является основой всех пищевых цепей в морях и океанах?

Назовите главные причины неблагополучного экологического состояния России.

Какие отличительные качества включает характеристика экорегиона?

Что учитывалось при разработке прогнозных сценариев развития экологических ситуаций на территории России?