Функциональный анализ эколого-геологических условий

Этот метод занимает среди специальных методов экологической геологии центральное место Именно его реализация позволяет решить основную стратегическую задачу произвести оценку современного состояния эколого-геологической системы, определить пути и способы достижения стабильного развития этой системы. Методология этого метода базируется на принципах, которые широко используются и в геологии, и в экологии - системном подходе, принципе историзма, принципе целостности объекта. Это позволяет реализовать системный подход при эколого-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методологических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию.

Проведение функционального анализа эколого-геологической обстановки предусматривает, по М.Б.Куринову, выполнение следующих операций:

выделение и описание эколого-геологической обстановки-системы той или иной изучаемой территории, выявление конкретных причинно-следственных связей между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку;

проведение оценки значимости экологических функций литосферы для социума и биологических объектов;

составление пространственно-временного прогноза развития рассматриваемой системы при планируемых техногенных и ожидаемых природных воздействиях;

определение принципа развития, а в случае необходимости и пути поддержания существования эколого-геологической обстановки-системы.

Подчеркнем еще раз, что под эколого-геологической обстановкой-системой понимается система, в которой подсистемные элементы - геологический компонент природной среды, источники воздействия (природные и техногенные) и 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 (природного или техногенного) воздействия через геологический компонент природной среды.

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 область, лежащую в сфере профессиональных интересов базовой науки — экологической геологии, обладающей достаточным теоретическим и методологическим аппаратом для геологического обоснования решения экологических проблем.

Развитие такой системы подчиняется, как показал М.Б.Куринов (1997), принципу эколого-системной эволюции. Этот общий принцип отражен на представленном графике (рис. 40). Хорошо видно, что экологические последствия воздействия оказывают непосредственное влияние не только на геологический компонент природной среды, но и на подсистему источников воздействия, коренным образом изменяющим состояние остальных подсистемных элементов.

Метод функционального анализа эколого-геологических систем должен использоваться на всех эта пах эколого-геологических исследований. На первых из них он позволяет определить необходимый объем данных для построения информаци­онной модели эколого-геологиче­ской обстановки-системы, осущест­вить "заказ" на получение специаль­ной информации частными метода­ми геологических наук, специаль­ными методами экологической гео­логии, а также методами биологиче­ских, медицинских и других наук. Полученная информация требует специализированного классифици­рования, свертывания, интерпретации, в результате которых могут быть поставле­ны новые конкретные задачи исследования, а при необходимости - и оперативного применения корректирующих действий системами управления.

На последующих этапах эколого-геологических исследований применение функционального анализа эколого-геологической обстановки обусловлено тем, что одноразовые окончательные решения при решении экологических задач, как правило, невозможны. Необходим постоянный, периодический анализ пути разви­тия эколого-геологических обстановок-систем, вновь проявляющихся и техноген­ных воздействий, новых формирующихся причинно-следственных связей между подсистемными компонентами, анализ их влияния на биоту.

При выполнении функционального анализа Г.А.Голодковская и М.Б.Куринов (1996) предложили обособлять три уровня эколого-геологических систем. Первый - элементарный уровень базируется на конкретном виде воздействия и формиру­ющемся одномерном пространстве 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 биоценозов.

Второй уровень системы выделяется при формировании двух-трехмерного пространства причинно-следственных связей и характеризуется более сложной структурной организацией. В этом случае экологические последствия могут иг­рать роль самостоятельного, наведенного источника воздействия на литосферу. Например, в случае подземного захоронения промышленных стоков в сейсмоак­тивных районах возможно возникновение наведенных землетрясений, которые могут вызвать разрушение инженерных сооружений с последующими экологическими последствиями. В этом случае фиксируемые цепочки причинно-следственных связей имеют более сложную структуру к могут иметь несколько уровней взаимодействующих друг с другом.

Третий уровень - системы формируются на базе мощного, разнопланового источника воздействия и образуют сложноорганизованное пространство причинно-следственных связей. К таким системам, по М.Б.Куринову, относятся в первую очередь, крупные урбанизированные центры типа Москвы, районы действия горно-добывающих центров, промышленные центры металлургической, нефтепере­рабатывающей, химической промышленности и т.п. Исследование подобных сис­тем базируется на принципе декомпозиции, т.е. выделении в рамках системы более просто построенных относительно независимых подсистем, и применении сис­темного анализа при характеристике взаимодействия отдельных подсистем между собой и эколого-геологической системы в целом.

В ходе функционального анализа эколого-геологической обстановки необхо­димо оценить роль значимости экологических функций литосферы для социаль­ных и биологических объектов. Ресурсная ее функция обусловливает наличие и состояние ресурсной базы, которая определяет жизненный уровень таких объек­тов. В устойчивых эколого-геологических системах эволюция направлена в сторо­ну специализации, наиболее эффективного использования ресурсов. Сокращение, преждевременное истощение ресурсной основы может приводить к деградации социально-экономических и биологических объектов, что и нередко наблюдалось в прошлом. 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 той или иной территории.

При функциональном анализе огромное внимание должно уделяться 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, что одна из его задач - рассмотрение влияния условий 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 (природные аномалии гео­физических и геохимических полей, геологические процессы и т.п.), так и техно­генными факторами (химическое, радионуклидное, электромагнитное загрязне­ние и т.п.). 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.

Г.А.Голодковская и М.Б.Куринов (1999) в общую структуру информационного обеспечения функционального анализа эколого-геологической системы (рис. 41) включают данные о планах использования территории, принимаемых управля­ющих решениях, возможных сценариях развития экологической обстановки. Предложенная ими информационная система должна, по замыслу авторов, рабо­тать в интерактивном режиме. Выдавая готовую продукцию непосредственному пользователю, она позволяет вводить новые программы в дальнейшие исследова­ния. В таком качестве функциональный анализ выступает как ключевой метод не только познания эколого-геологической системы, но и инструментом обоснова­ния управления ее состоянием.