Геоэкосистемы, критерии оценки их состояния и изменения

В настоящее время под влиянием антропогенных факторов почти все природные геосистемы и экосистемы претерпели те или иные измене­ния. Поэтому в качестве основных объектов природопользования вы­ступают природно-антропогенные комплексы (геоэкосистемы). Особен­ность этих комплексов состоит в том, что, во-первых, в их состав входят как природные (непременные и измененные), так и антропогенные эле­менты и компоненты; во-вторых, их отличает сложное сочетание про­цессов естественного саморегулирования и элементов управления со стороны человека; в-третьих, они выполняют определенные социально-экономические функции. В связи с этим при организации службы мони­торинга геоэкосистем необходимо обратить особое внимание на взаимо­связи их природных и социально-экономических составляющих.

В качестве локальных природно-антропогенных геосистем (геоэко­систем) рассматриваются такие объекты, как сельскохозяйственнные по­ля, мелиоративные системы, рекреационные угодья, небольшие насе­ленные пункты и т.п. Подобные объекты тесно взаимодействуют друг с другом, образуя территориальные сочетания как локального, так и ре­гионального уровней. Эти сочетания обладают определенным единством (целостностью) в отношении выполняемых ими функций и занимаемого ими пространства. В качестве таких сочетаний выступают крупные го­рода, агломерации, сельскохозяйственные и рекреационные районы, промышленные узлы и районы и т.п. В их состав входят элементарные геосистемы и экосистемы, выполняющие различные социально-экономические функции.

Поскольку основными объектами геоэкосистемного мониторинга выступают природно-антропогенные системы, чисто природоведческие подходы для обоснования сети наблюдений представляются не всегда достаточно обоснованными. Желательно, чтобы наблюдения привязыва­лись к таким регионам, границы которых максимально соответствовали бы и природным и административно-хозяйственным рубежам. Монито­ринг должен стать одним из важных рычагов управления природополь­зованием в этих регионах. Поэтому в качестве операционных единиц регионального геоэкосистемного мониторинга могут выступать терри­тории ранга административной области или автономной республики (Принципы и методы..., 1989).

Состояние и изменение геосистем и экосистем могут быть описаны большим числом показателей. Исходя из важнейшего свойства этих объектов - целостности, предпочтение следует отдавать комплексным при­знакам, интегрирующим максимальное число частных параметров. Од­ним из важнейших комплексных показателей состояния и изменения природных систем выступает интенсивность и сбалансированность в них обмена веществ и энергии (геометаболизм). Об интенсивности или скорости оборота веществ можно судить по отношению всей массы еже­годной биологической продукции гео- экосистем к их общей биомассе (Герасимов и др., 1976). Очевидно, чем больше величина этого отноше­ния, тем интенсивней оборот веществ. И наоборот, уменьшение данного показателя свидетельствует о замедлении скорости биологического кру­говорота.

В качестве комплексных критериев оценки состояния природных систем могут быть использованы показатель их естественной способно­сти к самоочищению (отношение количества вынесенных загрязнителей к количеству внесенных в ландшафт за тот же период), норматив опти­мального соотношения площадей естественных ландшафтов и земель с разными типами использования (Чупахин, 1990), отношение запасов мертвого органического вещества в экосистемах к суммарному опаду и другие критерии. Для геосистем городских и сельских поселений в оценку состояния необходимо включать показатели здоровья населения. Качество среды в рекреационных ландшафтах может определяться по конечной "продукции" - повышению уровня здоровья отдыхающих за счет рекреации.

Однако, как отмечалось выше, существующие комплексные крите­рии не могут в полной мере отразить состояние таких сложных образо­ваний, какими являются геосистемы и экосистемы. Кроме того, методы расчета ряда показателей (норматива оптимального соотношения пло­щадей ландшафтов и земель, естественная способность к самоочищению и др.) пока еще не разработаны. Поэтому для оценки состояния систем наряду с комплексными критериями широко используются и покомпо­нентные показатели. Они должны применяться с учетом естественной дифференциации природной среды, т.е. существования естественных границ природных комплексов.

Оценку степени трансформации природных систем целесообразно производить по критериям, которые определяют изменения в структуре и функционировании систем, учитывают их пространственную диффе­ренциацию по степени нарушенности, а также динамику трансформи­рующих процессов во времени и пространстве. К ним можно отнести такие показатели, как изменение в соотношении основных трофических групп в экосистемах, площади проявления негативных процессов, ско­рости деградации природных систем, уровни продуктивности фитоценозов и скорости их изменения, показатели потери почвенного плодоро­дия, уровни загрязнения почв и биоты и другие признаки. Так, при снижении или увеличении доли одной из трофических групп на 20-50 % происходят серьезные нарушения взаимосвязей внутри экосистем (хотя процессы деградации еще не принимают необратимого характера). При уменьшении или увеличении доли одного из трофических звеньев более чем на 50 % нарушения уже принимают необратимый характер и экоси­стемы теряют свои средо- и ресурсовоспроизводящие функции. От пло­щади проявления негативных изменений в значительной мере зависит способность возвращения экосистемы в исходное или близкое к нему состояние (известно, что при одной и той же степени деградации воз­можность восстановления участка территории обратно пропорциональна площади его простирания). Выявление скорости и направленности де­градации природных систем необходимо не только для оценки их со­стояния, но и для составления прогноза ухудшения экологической си­туации и разработки мероприятий по ее стабилизации и улучшению.

Ряд критериев, характеризующих состояние и изменения природных систем применительно к выделению зон экологического риска (ЭР), кризиса (ЭК) и бедствия (ЭБ), представлен в табл. 10 (Критерии оцен­ки..., 1992; Виноградов и др., 1993).