Цели изадачи геоэкологии
1.Сформировать представление о геоэкологии как междисциплинарной науке о взаимодействии между обществом и природной средой в процессе развития различных видов хозяйственной деятельности. 2.Показать значение геоэкологических исследований для решения экологических проблем и разработки стратегии рационального природопользования. В результате изучения курса студенты должны знать: роль географических методов исследования для разработки приемов рационального использования природных ресурсов и охраны природной среды; соотношения понятий «географическая оболочка» и «биосфера», «геосистема» и «экосистема», «фация» и «биогеоценоз», подходы к их изучению; трансформация природных геосистем под воздействием различных видов хозяйственной деятельности людей. Студенты должны иметь представление о геоэкосистеме как объекте геоэкологических исследований. Студенты должны уметь решать задачи, связанные с изучением экологических ситуаций и разработкой мероприятий по стабилизации природной среды.
2. Геологические методы исследований –при геологических исследованиях изучаются главным образом верхние горизонты земной коры непосредственно в естественных обнажениях (выходах на поверхность Земли горных пород из-под наносов) и в обнажениях искусственных – горных выработках (закопушках, канавах, шурфах, карьерах, шахтах, буровых скважинах и др.). Для изучения глубинных частей земного шара применяются главным образомгеофизические методы. Объектами геологических исследований являются:
природные тела, слагающие верхние горизонты земной коры (горные породы, руды, минералы и др.), в частности их строение и состав;
расположение природных тел в земной коре, определяющее геологическое строение или структуру последней;
различные геологические процессы, как внешние, так и внутренние, в результате которых природные тела появились и появляются, изменяются и исчезают, а также формируется рельеф земной поверхности;
причины и закономерности возникновения и развития геологических процессов, а также закономерности развития Земли в целом.
Объект исследования — традиционный для наук геологического цикла — литосфера со всеми её компонентами, а конкретно — приповерхностная часть литосферы с корректировкой её нижней границы в зависимости от решения той или иной практической эколого-геологической задачи.
3. Методы геоэкологических исследований
Для получения необходимой геоэкологической информации используется целый арсенал разнообразных методов исследований. Метод (от греч. – путь исследования или познания, теория, учение) – путь к цели, способ построения и обоснования системы науч-ного знания, совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Каждый из методов имеет определенные пределы своих познавательных возможностей. Ни один метод не является универсальным, пригодным «на все случаи жизни», для изучения любого объекта или процесса. Различные методы позволяют вскрыть те или иные особенности объекта, его отдельные стороны или закономерности. Методы геоэкологических исследований находятся в тесной исторической и логической взаимосвязи и образуют своеобразную систему методов. В зависимости от поставленной задачи исследователь выбирает из этой системы те или иные методы исследования. Единой унифицированной классификации методов геоэкологических исследований не существует.
По месту рабочего цикла и положению исследователя выделяют экспедиционные, стационарные, камеральные, лабораторные, дистанционные (неконтактные) методы.
По истории становления и опыту применения все методы делятся на традиционные, новые (современные) и новейшие (перспективные). К традиционным, издавна применяемым методам относятся сравнительный, исторический, литературный и картографический методы. Основы сравнительного метода заложены еще Аристотелем. Сравнение способствует выделению из потока геоэкологической информации главного и особенного. Путем сравнения устанавливается общность, сходство и различие объектов и процессов. Сущность исторического метода заключается в сравнении состояний, между которыми происходят природные и техногенные изменения основных характеристик изучаемого объекта, либо факторов его формирующих. Разновидностью исторического метода являются палеоботанический, палеофаунистический, палеогляциологический методы, используемые для прогноза развития природной среды. Литературный метод широко применяется в геоэкологии, особенно при выполнении теоретических работ. Этим методом пользуется каждый исследователь, так как он обязан детально изучить литературу по теме исследования, использовать опыт других ученых и, не повторяя их, внести свой вклад в разработку научной проблемы. Первые карты появились еще в глубокой древности. Одновременно с картами возникает и картографический метод исследования. Он заключается в создании географических и экологических карт и их изучении для оценки сложившейся ситуации. К новым методам относят геофизический, геохимический, статистический методы, аэрометоды и методы природной индикации.
Геофизический метод – это метод изучения взаимосвязей, существующих в геоэкосистемах в виде масса- энергообмена методами современной физики. Первоначально этот метод использовался в гидрометеослужбе, которая уже более сотни лет ведет наблюдения за состоянием приземного слоя атмосферы и состоянием водных объектов.
Основоположниками геохимического метода считают наших соотечественников академиков В. И. Вернадского, Б. Б. Полынова, А. Е. Ферсмана. Этот метод направлен на исследование миграции (переноса и перераспределения) химических элементов в природе. В связи с катастрофическим загрязнением отдельных участков природной среды этот метод является одним из основных в экологии и геоэкологии. С его помощью определяют содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, питьевой воде, поверхностных водах, почвах, пищевых продуктах.
Статистический метод представляет собой сбор, обработку и анализ многочисленных статистических данных по населению, производству разнообразной продукции, по использованию природных ресурсов, антропогенному воздействию на природную среду, выполнению плана природоохранных мероприятий.
Аэрометоды – методы исследования территории с помощью летательных аппаратов, к которым относят самолеты, вертолеты, планеры, воздушные шары и авиамоторные модели. К аэрометодам относят два вида работ: визуальные наблюдения и аэрофотосъемку. В настоящее время аэрометоды относят к дорогостоящим методам исследования, хотя они и позволяют намного сократить время проведения работ.
Методы природной индикации основаны на взаимосвязях природных компонентов и комплексов, позволяют определить скрытые и труднонаблюдаемые (деципиентные) природные компоненты и их свойства по визуально и непосредственно наблюдаемым (физиономическим) компонентам и их свойствам. Существует достаточно много различных методов индикации ареалов загрязнения: лихеноиндикация (индикация по лишайникам), крипиндикация (индикация по мхам), дендроиндикация (индикация по древесной растительности), гляциоиндикация (индикация по льду ледников), педоиндикация (индикация по почвам) и др.
К новейшим методам исследования относят математические и космические методы, метод экспертных оценок, методы моделирования и прогнозирования и др.
Современная математизация – процесс, связанный с научно-техническим прогрессом принесший в геоэкологию ускорение сбора и обработки информации, улучшение методов ее хранения, способов получения объективных выводов. В связи с появлением большого количества персональных компьютеров стало возможным создание на их основе «электронных банков географической и экологической информации» и систем экспертных оценок для геоэкологического прогноза. С помощью съемки из космоса стало возможным наблюдение за динамикой природно-антропогенных процессов на огромных пространствах нашей страны и планеты в целом. Космические фотоснимки, выполненные в различных зонах спектра, позволяют специалистам по геоэкологии выделять наиболее кризисные в экологическом отношении участки Земли и вести за ними постоянный контроль.
Метод экспертной оценки включает в себя определение современного состояния и прогнозирование результатов хозяйственной деятельности на окружающую природную среду, на здоровье и благополучие человека, а также выявление возможных нарушений экологической обстановки. В настоящее время все вновь вводимые в строй и реконструируемые хозяйственные объекты проходят государственную экологическую экспертизу. Ее обычно проводит эксперт (или группа экспертов). Эксперты, как правило, высококвалифицированные специалисты, с глубокими знаниями и со значительным опытом работы. Решениями экспертов неоднократно приостанавливалась работа промышленных предприятий и строительство различного рода объектов вредно воздействующих (или могущих воздействовать) на природную среду.
Метод моделирования – метод опосредственного практического или теоретического оперирования объектом, при котором исследуется непосредственно не сам объект, а его точная копия (модель).
Существую различные методы моделирования – картографическое, математическое, логическое, компьютерное и др. Прогноз можно определить как разработку представлений о будущем состоянии объекта, оценку перспектив развития. Основные методы прогнозирования: логический, сравнений и аналогов, экстраполяции, интерпретации, статистический, экспертных оценок, картографический, математическое моделирование, социологический и др. Существует большая группа методов, используемых не только в геоэкологии, но и в других науках.
К общенаучным методам исследования относят анализ и синтез, индукцию и дедукцию, эксперимент, типологию, классификацию и др. Необходимо особо выделить методы инструментального (технического) контроля состояния природной среды. В настоящее время первичная информация о состоянии отдельных компонентов природной среды (атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и растительности) собирается в основном путем отбора проб и их последующего анализа в лабораторных условиях с помощью различного рода технических приборов. Сейчас существует достаточно много таких приборов: фотоэлектроколориметры, спектрофотометры, плазменные фотометры, хроматографы, иономеры, нитратомеры, радиационные дозиметры и др.
4. Загрязнение почв— вид антропогенной деградациипочв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.
Основной критерий загрязнения окружающей среды различными веществами — проявление признаков вредного действия этих веществ в окружающей среде на отдельные виды живых организмов, так как устойчивость отдельных видов последних к химическому воздействию существенно различается. Экологическую опасность представляет то, что в окружающейчеловекаприродной среде по сравнению с природными уровнями превышено содержание определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых чувствительных видов живых организмов.
Загрязнение экосистемы— один из видов ее деградации, загрязнение почв — один из опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом.
Загрязняющие вещества(загрязнители) — это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления.