Мониторинг

Основным средством комплексной оценки среды обитания является система наблюдений за состоянием окружающей среды и природных ресурсов, позволяющая оценить и прогнозировать происходящие изменения.

Контроль за популяциями и видами сравнительно недавно стали именовать мониторингом. В.П. Приставко (1980) следующим образом определил понятие «мониторинг»: «Экологический мониторинг имеет основной задачей слежение за состоянием экосистем и их отдельных компонентов с целью наблюдения и прогнозирования реакций экосистем на различные формы хозяйственной деятельности человека».

На территории каждого региона исторически сложился комплекс определенных видов животных и растений. Если состояние популяций наиболее хозяйственно важных (охотничьих и вредоносных) видов животных в той или иной степени как-то отслеживается, то насекомые, моллюски и другие беспозвоночные, мелкие позвоночные (насекомоядные, рукокрылые и другие мелкие млекопитающие, пресмыкающиеся и земноводные), которые определяют возможность существования животных более высоких рангов (в том числе и человека), обычно исследуются недостаточно, а мониторинг по этим группам животных не ведется. Поэтому нет оперативной сопоставимой информации в регионах и всей территории России ни по ресурсам, ни по значимости видов в сообществах, ни по динамике численности видов этих таксономических групп. Аналогичная картина складывается и по растительным ресурсам (исключая лес).

Хозяйственная деятельность человека разрушает арену жизни большинства видов, что ведет к снижению их численности, а через цепи питания ухудшает условия существования и других видов животных, то есть нарушается баланс экологических компонентов. В этой связи отслеживание ежегодных изменений, происходящих в сообществах животных и растений, на основе создания устойчивой системы мониторинга позволит прогнозировать и своевременно предпринимать действия по оздоровлению окружающей среды.

Из-за усилившейся антропогенной нагрузки на окружающую среду в последние годы разворачивается активная работа по созданию сети особо охраняемых территорий, одной из важнейших функций которых является сохранение нетронутой природы, изучение и мониторинг живых объектов и динамических процессов в экосистемах. Информация, полученная в результате мониторинга на эталонных территориях, позволит корректно сравнивать и анализировать ситуацию и степень влияния человека в техногенных зонах как во времени, так и в пространстве.

Проблемы изучения отношений организмов или сообществ к пространственно распределенным факторам среды естественной и антропогенной природы и их мониторинг наиболее полно и обоснованно поднимаются и решаются на региональном уровне. Актуальность этих проблем подчеркивается материалами многих межрегиональных и всероссийских совещаний, где рассматривались вопросы устойчивого развития, сохранения биоразнообразия и мониторинга окружающей среды регионов (Томск, 1992, 2000; Москва, 1998, 1999; Новосибирск, 2000; Кирово-Чепецк, 1996, 1998, 2000 и др.).

Предлагаемые разработки могут являться основой для регионального мониторинга для большей части территории России. Это обусловлено структурой и выбором таких элементов биоценозов, которые характерны для значительных территорий страны, а также тем, что предлагаемые частные методики хорошо разработаны и известны широкому кругу специалистов. Принципиальная схема экологического мониторинга выполнена сибирскими учеными (Арефьев и др.,1998).

Составной частью в единой системе экологического мониторинга должен быть фенологический мониторинг, поскольку постоянные многолетние наблюдения за явлениями природы позволяют выявлять пространственную и временнýю динамику влияния в регионе глобальных климатических тенденций, отражающихся на жизнедеятельности местных популяций животных и растений. Знание фенологических закономерностей имеет прикладное значение не только в практике лесного и сельского хозяйства, но и в осуществлении биологического мониторинга, например, в определении сравнимых по годам сроков проведения тех или иных биологических наблюдений на популяционном уровне.

Мониторинговое значение имеют только те исследования, которые ведутся планомерно, систематически, по единой методике. Биомониторинг не может осуществляться временными коллективами, от случая к случаю, специалистами разных учреждений на факультативной основе. Этим должно заниматься сугубо научное учреждение, располагающее штатом соответствующих специалистов, техническими средствами и возможностями накопления научных коллекций и баз данных.

В Российской Федерации ведение государственного учета, кадастра, мониторинга окружающей природной среды и ресурсов животного мира продолжает оставаться на низком уровне и требует кардинального совершенствования: системного решения организационных и научно-методических вопросов, создания баз данных с использованием новейших научных разработок и технологий. Причина такого положения кроется не столько в финансовой стороне, сколько в отсутствии методологического подхода мониторинга отдельных сред, факторов влияния и компонентов биоты. Как следствие этого, препятствием для принятия верных решений в области охраны окружающей среды является отсутствие четкой и обоснованной концепции, оперативности, а также разобщенность информационного пространства и отсутствие комплексной системы наблюдений.

Для разрешения создавшейся ситуации и получения максимального эффекта при минимальных затратах может быть выбран путь создания комплексной системы экологического мониторинга при реализации функционального и системного подходов. Это позволит своевременно и точно оценить степень негативного воздействия тех или иных факторов на все компоненты окружающей среды и, возможно, предотвратить необратимые процессы в экосистемах.

Основанием для решения рассматриваемой проблемы в Российской Федерации является решение Правительства РФ № 1229 от 24 ноября 1993 г. «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)». Наличие указанного документа ставило перед соответствующими природоохранными органами и научно-исследовательскими организациями вполне конкретные задачи. К сожалению, ни общепризнанного методологического, ни методического подхода к решению поставленных задач на настоящий момент нет. Хотя во всех заповедниках страны уже в 60-е годы ХХ столетия и по настоящее время вся научно-исследовательская работа проводилась в рамках Летописи природы заповедной территории. По своей сути это был мониторинг биоты с регулярными учетами численности позвоночных и беспозвоночных животных на постоянных маршрутах и площадках, с оценкой размещения и сезонных перемещений зверей и птиц, также проводились фенологические и метеорологические наблюдения за температурой, осадками и другими параметрами среды. Все полученные данные фиксировались в унифицированных журналах и картотеках. В результате во многих заповедниках накоплены бесценные материалы, позволяющие осуществлять сравнительный анализ и давать сравнительные оценки влияния хозяйственной деятельности людей на биоту соседних с заповедником территориях.

В нашей стране в концепции мониторинга, разработанной Ю.А. Израэлем (1984), сформулирован натуралистический, естественнонаучный подход, позволяющий выделить антропогенные изменения в природе. Необходимость реализации системного подхода в управлении природоохранными процессами привела к тому, что мониторинг стал основным информационным компонентом обратной связи. Информация, получаемая посредством функционирования системы мониторинга, является наиболее адекватным отражением происходящих под воздействием антропогенной деятельности процессов. В системе управления подсистема мониторинга тесно взаимодействует с подсистемами экологического нормирования и экологического контроля. Основными направлениями мониторинга являются:

- наблюдение за факторами, воздействующими на природную среду, и за состоянием среды;

- оценка фактического состояния природной среды, показателей функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

- прогноз возможного состояния окружающей природной среды и его оценка.

Основной задачей мониторинга является обеспечение субъекта управления информацией, адекватно отражающей состояние окружающей среды в связи с антропогенными воздействиями на биосферу и ее экосистемы, и создание предпосылок для принятия мер по поддержанию качества окружающей среды.

Для анализа и прогноза экологической обстановки необходимо знание многих геохимических, геофизических, биологических природных и антропогенных процессов и явлений. Поэтому решение основной задачи предполагает (Воробьев и др.,2006):

- систематическое наблюдение за современным состоянием природных компонентов и комплексов;

- выявление факторов и закономерностей техногенного и естественного изменения экосистем во времени и пространстве;

- оценка изменений на основе качественных и количественных показателей;

- моделирование и прогнозирование изменений компонентов и комплексов под антропогенным воздействием;

- выработка рекомендаций для управления процессами природопользования.

В мониторинге окружающей природной среды объектами наблюдения являются абиотические, биотические среды и факторы антропогенного воздействия на них. Программы наблюдения природных сред и объектов должны выявлять изменения их состояния и процессы под влиянием антропогенной деятельности.

В систему мониторинга входят следующие процедуры:

- обследование объектов наблюдения;

- оценка фонового состояния окружающей среды;

- составление информационной модели объекта наблюдения;

- планирование и реализация мероприятий мониторинга;

- периодическое проведение оценки состояния объекта;

- идентификация его информационной модели;

- прогнозирование изменения состояния объекта.

Краткая информация об объектах мониторинга представлена в таблице 1.

На основании наблюдений осуществляется оценка и прогноз состояния окружающей среды. Для этого надо уметь определять ущерб (экономический, экологический, эстетический) от антропогенной деятельности, а также величину предельно допустимых нагрузок на среду и экологический резерв экосистемы.

Чтобы оценивать реакцию биоты (отдельного организма или популяции в целом) и установить отклики и воздействия, необходимо знать механизмы изменения численности популяций обитающих на исследуемой территории видов животных.

Цель государственного мониторинга животных и среды их обитания -получение достоверных сведений о динамике состояния ресурсов охотничьих видов животных как основного используемого ресурса, а также видов, занесенных в Красные книги РФ и субъектов Федерации. Данные мониторинга ресурсов животного мира являются объективным интегральным показателем состояния окружающей среды, т. е. среды обитания самого человека, и таким же объективным показателем многолетних изменений климата — актуальнейшей проблемы современности. На данных мониторинга строятся прогнозные оценки состояния популяций видов, как краткосрочные (на ближайший сезон — охотничьи виды), так и долгосрочные (для редких, охотничьих видов, видов, опасных для здоровья человека).

Таблица1

Система мониторинга (Израэль, 1984)

Раздел наблюдений	Классификация	Объекты мониторинга
А. Источники и факторы воздействий	А. 1. Источники загрязнений и воздействий	А.1. Природные (вулканы, цунами и т.д.) и антропогенные (транспорт, сельское хозяйство, промышленные выбросы и т.д.)
А. 2. Факторы воздействия (загрязняющие вещества, излучение и т.д.)	А.2. Главным образом антропогенные факторы: изъятие природных ресурсов, загрязняющие вещества, физические факторы и т.д.
Б. Состояние окружающей природной среды	Б.1. Состояние среды, характеризуемое физическими и физико-географическими данными	Б. 1. Вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, ураганы, эрозия почв и т.д. Распределение суши и воды, рельефа, народонаселения, урбанизация суши и т.д. Шумы, тепловые загрязнения, радиация
Б. 2. Состояние среды, характеризуемое геохимическими данными, данными о составе и характере загрязнений	Б. 2. Круговорот веществ, в т.ч. инородных веществ, химический состав атмосферы, воды, почвы и других компонентов ОС
В. Состояние биотической составляющей биосферы	В.1. Реакция биоты - отклики и воздействия: а) у отдельного организма, б) у популяции, в) у сообщества и экосистемы	В. 1. Наблюдение за откликом биоты, возможно по функциональным (биопродуктивность, скорость поглощения ЗВ) и структурным (биомасса, численность видов) признакам
Г. Реакция крупных систем и биосферы в целом	Г. 1. Реакция крупных систем (погода и климат)	Г. 1. Системы обобщений и оценки, касающиеся блоков Б и В наблюдений
Г. 2. Реакция биосферы в целом	-
Д. Состояние здоровья населения		Д.1. Наблюдение за состоянием здоровья населения (по показателям заболеваемости, имеющим сходную этиологию и зависящим от состояния ОС)

Для объективной оценки состояния ресурсов необходимо иметь соответствующие (видовые или комплексные) методики оценки численности, учитывающие климатические и ландшафтные особенности свойственных виду мест обитания, поскольку дикие животные находятся в постоянном противоречивом единстве со средой, которую они населяют. В движении состава населения (его динамике) отражается суммированный итог двух противоположных процессов, протекающих в любой популяции: размножение и отмирание особей - количественный результат борьбы за существование.

Известно (Лэк, 1957; Шилов, 1977), что изменение численности обусловлено меняющимся сопротивлением среды, снижающим плодовитость и увеличивающим гибель особей; взаимодействием хищников и жертв, паразитов и хозяев (возрастание численности врагов и паразитов снижает плодовитость и увеличивает гибель жертв).

Различные виды мониторинга, в зависимости от задач, вида, объекта, масштаба, характеризуются своей периодичностью и разнообразием контролируемых параметров, структурой и последовательностью, иерархической системой станций и постов, требованиями к месту размещения или проведения замеров и т.д.