Организации и службы, занимающиеся сбором экологической информации

Большие проблемы возникают в процессе получения и обработки информации. Экологическая информация получается различными ведомствами, научными учреждениями. Наибольшая информация собирается следующими организациями:

-Министерство экологии и природных ресурсов

-Гидрометслужба

-Гоеологическая служба

-Санитарно-эпидемиологическая служба

-Министерство сельского хозяйства

-Государственный комитет по лесному хозяйству

-Министерство здравоохранения

-Городское коммунальное хозяйство

-Научные учреждения

-Коммерческие организации.

В каждой из этих служб и организаций сложилась система сбора информации, ориентированная на ведомственные нужды. Впоследствии (в 70-90-е годы) к сложившимся процедурам и подходам были добавлены весьма разнородные, часто случайные виды наблюдений, связанных с экологической информацией. Наблюдения не охватывают всей совокупности характеристик окружающей среды. К тому же у разных ведомств объем наблюдаемых характеристик, формат представления, пространственно-временные масштабы сбора информации не совпадают, что делает интеграцию их данных очень трудной (Карпенко и др., 2002).

Ведомственная информация имеет низкий уровень автоматизации, рассредоточена, разномасштабна, разнокачественна, иногда даже намеренно искажена.

Следует также учесть несравнимость показателей, собираемых в разных источниках. Необходимо различать первичные данные и данные, полученные в результате обработки первичных данных. Необходимо использовать комплексный подход, взаимопроверку и сопоставление данных.

Территориальные единицы сбора информации (ТЕСИ)

Сбор информации осуществляется в пределах операционных территориальных единиц (ОТЕ) или территориальных единиц сбора информации (ТЕСИ). Информация относится к такой единице целиком, то есть внутри этой территориальной единицы нет детализации информации. Использование таких единиц имеет смысл в том случае, когда различия в их пределах несущественны для решения поставленной задачи. При экологическом картографировании операционные территориальные единицы нередко заданы заранее в связи со сложившейся практикой сбора информации. Естественно, что исследователь может разбить ТЕСИ на элементы и попытаться собрать информацию по этим элементам, если в этом есть необходимость.

В практике картографирования сложились следующие варианты использования территориальных единиц:

1.Единицы административно-территориального деления: сельские советы, админи-стративные районы, области, республики и т.д. Они используются в картографировании в том случае, когда исследователю (или заказчику) требуется обобщенная информация, когда необходимо сравнение различных административных единиц, а ситуация внутри них не представляет интереса. Широкое использование единиц такого рода связано с тем, что в рамках единиц административно-территориального деления собирается большая информация, в том числе имеющая экологический смысл. Понятны ограничения в использовании такого подхода: средние и суммарные показатели затушевывают различия внутри территории, не позволяют увидеть связь экологических показателей с природными или техногенными системами. На карте границы единиц административно-территориального деления обычно соответствуют скачку экологического показателя, чего в реальности чаще всего нет.

Государственные границы нередко действительно соответствуют резкой смене характера природопользования или иного показателя, имеющего экологический смысл. Такова, например, граница США и Мексики в районе Примексиканской низменности. Американская часть значительно более освоена, что выражается на космических снимках в наличии более плотной нарезки полей. В этих и других случаях контрасты на государственных границах отображают существенные социально-экономические различия.

2.В качестве операционных территориальных единиц могут выступать также территории различных видов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, военных ведомств, т.е. хозяйственные территориальные единицы.

Важное преимущество оценивания ситуаций в пределах административно-территориальных и хозяйственно-экономических образований заключается в возможности принятия в этом случае властями экологически обоснованных решений. Хозяйственно-территориальные единицы также могут быть основой расчета уровня трансформации, поскольку в их пределах осуществляются основные хозяйственные операции

3.Точки и трансекты, в которых проводятся наблюдения (постоянные или эпизодические). В этом случае необходимо определение числа точек, а также моментов наблюдений. Тогда возникает необходимость распространения (развертки) информации на всю изучаемую площадь с помощью операций интерполяции, экстраполяции, аналогии,

(рис.1.4). В географии, геоботанике, лесоведении, зоогеографии, почвоведении используют метод ключевых участков. Результаты наблюдений на ключевом участке распространяют на те участки, которые подобны ему.

4.Геометрически правильные сетки (обычно квадратной формы) используют при построении элементных или частных карт (то есть картографирования какого-либо одного признака). Этот подход имеет то достоинство, что позволяет упростить все расчеты, в том числе автоматические построения карт. Его недостатки связаны со их случайным характером по отношению к структуре территории, контурам геосистем и ландшафтов (рис.1.5).

5.Ландшафтные контуры - довольно удобные территориальные единицы, поскольку в пределах каждого ландшафта формируются особые процессы, структуры, особые уровни устойчивости, что создает условия для формирования в каждом типе ландшафта особой экологической ситуации. Каждый ландшафт потенциально представляет собой особый экологический контур. Сбор экологической информации в пределах ландшафтных систем иногда производится научными и проектными учреждениями. В той или иной степени ландшафтными можно считать контуры, выделяемые в лесной таксации. Лесные выделы в какой-то степени соответствуют относительно однородным природным контурам.

Природные системы (ландшафты и речные бассейны) удобны для расчета оптимальной территориальной структуры использования земель, поскольку представляют из себя естественные единицы, обладающие свойствами самоорганизации. Природные территориальные системы удобны как операционные территориальные единицы в связи с относительной однородностью явлений и процессов в их пределах, в идентичности реакций на внешние воздействия.

6.Речные бассейны. По ним имеется ограниченная экологическая информация, в основном собираемая на гидрологических постах, которые являются замыкающими створами. Этот способ получения информации представляет свои преимущества - речные водосборы представляют собой устойчивые природные единства, отграниченные в пространстве. Развитие речных систем подчиняется определенным законам (Хортон, 1948 и др.), что облегчает интерпретацию информацию, зафиксированную в замыкающем створе. Водоразделы речных бассейнов представляют собой барьеры для загрязнителей, перемещающихся с поверхностным стоком. Вместе с тем, эта единица информации имеет и свои недостатки, связанные с трудностями территориальной интерпретации данных.

Полученная по территориальным единицам информация наносится с помощью определенных условных знаков (цветного фона, штриховки, картограмм, картодиаграмм и др.) на данные контуры. В таком виде мы и получаем экологическую карту.

Каждой из управленческих структур необходимо свое оценочно-информационное обеспечение, хотя на всех уровнях должны присутствовать некоторые “сквозные” показатели и критерии (Рунова и др., 1994). На Украине сложилось четыре основных уровня управления: государственный, областной (республиканский), районный, на уровне сельского совета. Есть также частные уровни управления, на которых осуществляется контроль за отдельными ресурсами или объектами. Таковы, например, бассейновые инспекции.

На государственном уровне имеет место ответственность государства за охрану прав человека на здоровую среду обитания (социально-личностная ответственность) и за вклад страны в макрорегиональную и глобальную экологическую ситуацию (глобально-биосферная правовая ответственность). В связи с этим на этом уровне встает проблема оценки условий жизни людей в сопоставлении с оптимальными условиями (принятыми на международном уровне), воздействия страны на экологическую обстановку в макрорегионе и мире и воздействия окружающих регионов на страну, определение причин и факторов, определяющих экологическую ситуацию. Задача государственной экологической политики заключается в поисках путей согласования двух названных целей (Рунова и др., 1994).

На региональном уровне необходимо учитывать распределение антропогенной нагрузки, выделение ядер наибольшей нагрузки, определение основных причин нагрузки, выявление

Существуют различные способы преобразования информации, отнесенной к определенному виду ТЕСИ, перевод ее в другую форму, например из точечной в изолинейную. Конкретные формы территориального преобразования информации будут рассмотрены ниже.

Картографирование загрязненности различных типов природных сред

Сложилась практика использования сравнительно редкой сети стационарных постов с единовременным отбором проб по единой программе. Обычно в городах с населением от 500 тыс. до 1 млн. жителей организуется 5-10 постов, более 1 млн. жителей – 10-20 постов с отбором проб три-четыре раза в сутки. В Симферополе имеется три поста такого рода: на ул.Генерала Васильева, на ул.Мате Залки и в районе железнодорожного вокзала.

Гидрохимию поверхностных вод контролируют посты на крупных реках, удаленных друг от друга на сотни километров, с интервалами между отбором проб порядка месяцев. В результате таких обобщений получается весьма генерализированная картина, характеризующая степень загрязнения крупных районов и города в целом, протяженных отрезков крупных рек и их бассейнов.

Современная мировая тенденция в организации контроля динамичных компонентов заключается в широком внедрении систем автоматизированных датчиков, объединенных в сети и позволяющих отслеживать динамику загрязнения в режиме реального времени.

В геологии и почвоведении сложилась система наблюдений и картографирования, связанная с особой структурой земной коры, коры выветривания и почвенного покрова.

Источник загрязнения, оказавшийся в стороне от точек опробывания, оказывается неучтенным. Залповый выброс загрязнения может быть не охвачен моментом наблюдения.

Размеры потерь информации обратно пропорциональны детальности работ: густоте расположения точек, частоте отбора проб, полноте анализа.

Получаемая на основе данных опробывания пространственно-временная картина распределения поллютантов (или иных характеристик) будет адекватная реальности лишь в том случае, если размеры потерь информации вследствие дискретности опробывания окажутся меньше флуктуации загрязнения по территории, времени и составу (Стурман, 2003).

Набор показателей. Определение показателей, характеризующих те или иные аспекты экологической ситуации, является одной из проблемных задач. Как известно, в пределах геосистем и территорий сочетаются очень разные природные и антропогенные объекты, характеризующиеся сотнями показателей. Очень велико разнообразие субъект-объектных отношений. Во-первых, можно говорить о максимально возможном числе характеристик геосистем, идеальном или потенциальном числе. Это число невозможно достичь, но теоретически оно может быть задано. Обозначим ее буквой Т. Эта величина дает некую основу для сравнения. Во-вторых, можно говорить о реальном возможном числе характеристик, получение которых дает возможность построить правдоподобную модель состояния геосистемы. Обозначим ее буквой М. Но обычно имеющаяся информация охватывает весьма ограниченный круг показателей. Это реальная информация. Обозначим ее буквой R. Соотношение между R и М говорит о степени правдоподобия модели оценки. Это отношение может изменяться от 0 до 1 или от 0% до 100%. Чем ближе отношение к 1 или 100%, тем более правдоподобна оценка. Это отношение должно задавиться отдельной осью и служить дополнением к характеристике оценки. Соотношение R и Т также может служить некой характеристикой правдоподобия - идеального правдоподобия. Нужно также учитывать совокупность показателей, значимых по опросам населения. Социально значимые показатели обозначим S. Отношение S к M характеризует уровень информационной экологической подготовленности населения. Отношение R к S характеризует уровень социального правдоподобия оценки. Эти виды показателей важно учитывать потому, что не следует переоценивать степень возможной объективизации оценивания. Очень большое значение имеет мнение населения, его представления о хорошем и плохом. Во многих случаях компенсирующие меры - дополнительная оплата, другие льготы - позволяют достичь компромисса в определении уровня техногенного воздействия на территорию.

В целом по совокупности описанных качеств можно говорить о трех основных группах показателей: 1)показатели воздействия на субъекты (и объекты), 2)показатели состояния субъектов и объектов (реальное состояние); 3)показатели экологического риска, то есть вероятности нарушения экологического состояния (потенциальное состояние). Уровень устойчивости субъектов и объектов есть показатель вспомогательный, а показатели 6 и 7 детализируют показатели 1 и 2.

Необходимо четко представлять формы воздействия, их пространственные и временные масштабы, объемы. Нужно соотносить эти воздействия с геоситуацией, то есть с характером протекающих во время воздействия

Характер сбора экологической информации Необходимость сбора собственно экологической информации возникла в 80-е годы ХХ столетия, когда оформилось современное понимание экологии. К этому времени уже существовали системы наблюдений за природной средой в ведомственных организациях, перечисленных выше. Встал вопрос: организовывать системы наблюдений в новой службе – Министерстве экологии (в разные годы на Украине и других бывших республиках СССР эти службы назывались по-разному) или расширить тематику наблюдений в уже существующих ведомствах ? Было решено совместить эти предложения: часть наблюдений была организована в Министерстве экологии (очень небольшие по охвату наблюдения в связи с отсутствием средств), а другая часть наблюдений стала проводиться в ведомственных системах (опять-таки в небольших объемах). Все ведомственные системы наблюдений создавались для наблюдением за конкретными объектами: геологической средой, атмосферой и природными водами, лесами, сельскохозяйственными объектами, городским хозяйством и т.д. Эти объекты обладают разными пространственными и временными масштабами. Поэтому, хотя они и частично территориально пересекаются, но из-за полного несовпадения их динамических режимов и пространственных ритмов точки и моменты времени наблюдений в этих системах наблюдений не совпадают. Более того, набор показателей в ведомственных системах также разный. Поэтому ведомственные данные требуют значительного осмысливания при необходимости их использования при экологических оценках.

Таким образом, мы имеем набор очень разных по пространственному и временному характеру данных. Часть информации собирается в точках: гидрогеологические скважины, метеорологические станции, метеорологические посты, агрометеорологические посты, гидрологические посты, ключевые участки при маршрутных наблюдениях, стационары, буйковые станции в океане,

Но при этом информация, фиксируемая в точке, в каждом случае к разным пространствам и моментам времени. Например, информация, фиксируемая на гидропосту, относится ко всему водосбору. Информацию, фиксируемую в скважине, можно относить не только к моменту фиксации, но и к определенному отрезку времени до регистрации и к определенному периоду после регистрации. Это связано с определенной инерцией параметров подземных вод в отличие, скажем, от воздуха.

Близкий смысл имеют такие данные как величины выбросов и сбросов загрязняющих веществ. Они производятся через определенные точки (трубы и пр.).

Другой тип наблюдений по характер пространственно-временного снятия – наблюдения, относящиеся к административно-территориальным единицам: поселковым советам, административным районам, областям и т.д. Эта информация приурочена к годовым отрезкам времени (иногда также к месячным) и относится к территориальной единице в целом, то есть она непригодная для выявления территориальной дифференциации в пределах соответствующей территории.

Третий тип наблюдения – наблюдения фиксируемые вдоль линий: дорог и других трасс (нефте- и газопроводов, линий электропередач и т.д.), береговых линий, разломов,

Во всех этих случаях возникает необходимость перейти от информации в точках или на линиях к площадным характеристикам.

Четвертый тип наблюдений имеет прямо противоположный относительно трех предыдущих характер. Речь идет о космических съемках, съемках с бортов самолетов и вертолетов. В этом случае регистрируется информация, относящаяся ко всей площади. Чаще всего в этом случае возникает задача снять часть информации, генерализовать и отфильтровать информацию, убрать «шум».