МОНИТОРИНГ СОПРЯЖЕННЫХ СИСТЕМ ПРИБРЕЖНОГО РЕГИОНА

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.014

МОНИТОРИНГ СОПРЯЖЕННЫХ СИСТЕМ ПРИБРЕЖНОГО РЕГИОНА

Научная статья

Павлова С.А.^1, *, Павлов И. Е.², Поляхов А. С.³, Поляхов И. А.⁴

^{1, 2} Российская Академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Москва, Россия;

^{3, 4} Общества с ограниченной ответственностью "Союз консалт", Севастополь, Россия

* Корреспондирующий автор (s_pavlova[at]mail.ru)

Аннотация

Мониторинг морского прибрежного региона важное направление научно-практической деятельности. Он включается в общую систему глобального мониторинга. Существуют отдельные методики мониторинга для отдельных сред. Но целостной системы мониторинга для прибрежных регионов пока нет. В статье предлагается обратить внимание на необходимость комплексного подхода для изучения особенностей прибрежных регионов с целью эффективного управления ситуацией. Результат длительного изучения морских акваторий, урбанизированных систем, располагающихся в прибрежной зоне, особенностей организации территории под рекреационные нужды, привел авторов к необходимости зонирования территории и разработки системы мониторинга в соответствии с типом зон. В статье приводятся несколько зон, которые были выделены в результате изучения особенностей морского прибрежного региона Севастополя.

Ключевые слова: мониторинг, экосистема, природные ресурсы, управление.

 

MONITORING OF CONJUGATED SYSTEMS OF COASTAL REGION

Research article

Pavlova S.A.^1, *, Pavlov I.E. ², Polyakhov A.S.³, Polyakhov I.A.⁴

^{1, 2} Russian Academy of National Economy and Public Service under the President of the Russian Federation, Moscow, Russia;

^{3, 4} Limited Liability Company “Soyuz Consult,” Sevastopol, Russia

* Correspondent author (s_pavlova[at]mail.ru)

Abstract

Monitoring of the coastal seaside region is an important area of scientific and practical activity. It is included in the overall system of global monitoring. There are separate monitoring methods for individual environments. However, there is as yet no integrated monitoring system for the coastal region.  To effectively manage the situation, the article suggests paying attention to the necessity of an integrated approach to the study of coastal regions. The result of the long-term study of marine areas, urbanized systems located in the coastal zone, the main features of arranging the territory for recreational purposes made the authors conclude that zoning of the territory and developing a monitoring system by the type of zones is necessary. The article lists several zones identified after the study of the characteristics of the coastal seaside region of Sevastopol.

Keywords: monitoring, ecosystem, natural resources, management.

 

Мониторинг – это система наблюдения и контроля окружающей среды. Понятие экологический мониторинг введено Стокгольмской конференцией в 1972 году и означает, что это наблюдение, оценка, анализ состояния изменения окружающей природной среды. Мониторинг окружающей человека среды – это слежение за состоянием природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.

Мониторингом называется система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей природной среды, позволяющая выделить изменения состояния биосферы на естественном фоне под влиянием человеческой деятельности. Экологический мониторинг – комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценка и прогноз изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Основное предназначение мониторинга для системы управления – это получение результатов по системному слежению, экспериментальному и прогнозному моделированию и разработка рекомендаций по управлению состоянием окружающей природной среды.

Виды мониторинга при учете основных показателей:

1. Качественный или количественный – количественная и (или) качественная оценка состояния воздуха, поверхностных вод, климатических изменений, почвенного покрова, флоры и фауны, выбросов, стоков, сбросов с промышленных предприятий и с агропромышленного комплекса и т.д. Осуществляется с помощью системы наблюдений технологических и (или) визуальных методов, в зависимости от цели и задач.
2. Прогнозный – использование методов прогноза, в том числе и статистических методов, за состоянием объектов природной среды или экологической ситуацией окружающей среды.
3. Информационный – сбор, обработка, анализ и передача информации об изменениях в окружающей среде и (или) технологических циклах.

Основные функции мониторинга – контроль качества отдельных компонент окружающей среды и определение основных источников загрязнения.

Виды мониторинга по степени емкости наблюдений за процессами в биосфере:

1. Глобальный:

• слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере, включая все экологические компоненты;
• предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;
• осуществление прогноза возможных изменений в биосфере Земли.

2.   Региональный – охватывает слежение за процессами и явлениями в пределах отдельного региона, где они могут отличаться по природному характеру и антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для экосистемы или всей биосферы.

3. Импактный – проводится особо в опасных зонах, непосредственно примыкающих к загрязняющим среду источникам.

4.   Базовый – мониторинг на конкретном объекте, с учетом особенностей региональных и локальных антропогенно-техногенных воздействий в особо опасных зонах и местах. Его можно применять для изучения особо охраняемых природных территорий – заповедников, заказников. Следует разрабатывать методы базового мониторинга для рекреационных зон.

Морской прибрежный регион имеет свои особенности в зависимости от географического расположения. Севастопольский морской прибрежный регион, например, отличается от всех прибрежных регионов Крыма. Он исторически развивался как техногенный военно-промышленный комплекс, как сельскохозяйственная ресурсная база. На его территории сопряжены все типы природных и антропогенно-техногенных систем. Через него проходят атмосферные фронты, циркулируют черноморские течения. Морская акватория связана и с речным стоком [5], [6]. Климатические условия таковы, что они являются курортологическими факторами, действие которых активно пропагандировались с целью развития прибрежных курортов Крыма. Атмосферные переносы способствуют заносу загрязняющих веществ из развитых техногенных регионов и их оседанию. Жители города находятся под постоянным воздействием самых разнообразных факторов среды: метеорологических; климатических (курортологических); антропогенно-техногенных. Морская прибрежная зона – это зона сопряжения и систем управления, она важна в контексте развития интересов будущего региона [10].

Для проведения мониторинга морского прибрежного региона необходимо первоначально определить его целевое развитие. Затем выделить систему для наблюдения, определить основные компоненты, влияющие на ситуацию, сформулировать задачи, подобрать методы сбора и обработки информации.

Существует несколько контактных или сопряженных зон в морском прибрежном регионе города, в соответствии с действующими на них факторами среды можно выделить основные характеристики, которые в дальнейшем необходимо учитывать в процессе мониторинга [7], [8], [9].

1.Прибрежные сопряженные районы – «сопряженная система: море – суша»:

1)Первый территориальный пояс контакта. Пример: частный сектор.

Мониторинг этой зоны следует вести с учетом основных компонент, например, в системе «пляж – рекреационная зона»:

а)Частный сектор.

Контроль: центральные коммуникации; выгребные ямы.

Экологический медицинский риск:

-причина  – нарушение санитарно-эпидимеологических норм,

-последствия: развитие пищевых интоксикаций, гельминтное заражение.

-прогноз - возможно поступление в морскую среду патогенной микрофлоры и развитие кишечных и вирусных инфекций.

б)Отдыхающие – замусоривание территории.

Прогноз соответствует предыдущему пункту.

2)Второй территориальный пояс контакта.

Предприятия и жилые массивы на берегу моря. Пример источника опасности: Цементный завод; предприятия общепита ; предприятия досуга.

Три субъекта – жители, частный предприниматель сферы питания и досуга, администрация завода.

Различия отмечаются: в системе управления; типу и интенсивности воздействия загрязняющих источников; особенностям, интенсивности загрязнения.

3)Третий территориальный пояс контакта.

Импактный район с насыщенной разнообразной сферой воздействия. Пример: Севастопольская бухта. Регистрировались и ожидаемы все типы негативного воздействия и напряженность экологической ситуации.

Несколько субъектов воздействия на природный объект.

Воздействия разнообразные. Последствия диагностируемы, но диагностировать причину трудно вследствие сочетанного действия факторов, но напряженность ситуации ожидаема.

4))Четвертый территориальный пояс контакта.

Интенсивное воздействие техногенной деятельности на сопряженную зону. Пример: Камышовая бухта – морской торговый и рыболовецкий порт. Аналогично третьему поясу, но отмечается специфика по типам воздействия. Она характеризуется явно выраженной доминантой или приоритетом действия несколько сочетано действующих факторов среды.

В севастопольском морском прибрежном регионе, как и для любого аналогичного района в сопряженной системе «суша – море», выделяется несколько типов бухт по степени загрязнения. Характеристики загрязняющих источников могут различаться, но напряженность экологической ситуации будет обосновываться степенью тяжести экологической ситуации.

1) Относительно чистая бухта. Интенсивность субъектов деятельности, в том числе  рекреационной, непостоянная. Несколько загрязнителей периодически сбрасывают загрязняющие вещества в акваторию. Степень самоочищения морской прибрежной системы выше фонового антропогенного загрязнения [7], [8].

2) Грязная бухта. Несколько субъектов постоянно загрязняют акваторию. Степень загрязнения превышает степень самоочищения бухты. Загрязняющие вещества депонируются. Эпизодически или постоянно происходит вторичное загрязнение. В экосистеме наблюдаются стойкие изменения видового разнообразия, нарушены биотические связи. Могут наблюдаться быстрые смены экосистемных стадий [7].

3) Бухта чрезвычайной экологической ситуации (ЧЭС). Эта ситуация может возникнуть в результате разрыва коллектора, дампинга, разлива нефтепродуктов и т.п. Эффекты в соответствии с типом и интенсивностью негативно воздействующего фактора. При диагностике превышения нормативов воздействия ответственность несет виновный субъект в соответствии с типом тяжести складывающейся ситуации.

2.Сопряженные урбанизированные системы.

Они характеризуются разнообразием связанных и взаимообусловленных систем в пределах системы компонент природной среды. Компоненты природной среды и антропогенно-техногенные системы прочно связаны. Высок риск техногенных аварий с разнообразными негативными последствиями.

Сопряженные урбанизированные структуры имеют специфические характеристики по регионам города. Степень их сопряжения минимальна в зоне пляжей и прибрежных зонах отдыха, максимально - в импактных зонах.

• Первый территориальный пояс контакта.

Это зона сопряжения жилых корпусов и технологических (промышленных) объектов с учетом их территориальной расположенности. Распространение загрязнителя диагностируется по радиусу от источника выброса. Субъект расположен в зоне (в центре) контакта. Необходимо проводить мониторинг местности с выделением зоны распространения и воздействия веществ загрязнителей с учетом климатических особенностей, учитывая сезон года, рельефа и ландшафта, застроенности территории и т.д., особенностей распространения загрязнения, его трансформации и эффектов воздействия на компоненты природной среды и человека.

• Второй территориальный пояс контакта.

Зона, удаленная от источника загрязнения. Сфера распространения загрязнения ограничивается климатической (микроклиматической) спецификой, ландшафтными особенностями, характеристиками загрязнителя и степенью вероятного контакта компонент природной среды и человека. Необходимо учитывать особенности постоянно и периодически действующих факторов, выявляя сочетанные воздействия и возможные варианты откликов на воздействие. Приоритет отдается биохимическим методам.

• Третий территориальный пояс контакта.

Это район, удаленный от сферы влияния источника загрязнения. Воздействие на компоненты природной среды и человека может быть диффузным или временным, и связано с природными явлениями (атмосферными переносами), особенностями трансформации веществ загрязнителей, временем воздействия. Эффекты воздействия незначительны, но в случае длительного воздействия и депонирования, могут проявляться со временем – отдаленные последствия и отмечаются сочетанные или комбинаторные эффекты. Особое значение имеют биохимические методы мониторинга.

4) Зона заповедная. Воздействие антропогенно-техногенных факторов должно быть минимально, но трансграничные эпизодические воздействия отмечаются. На территории севастопольского региона существует несколько заповедных зон с разным типом заповедного режима. Херсонес – пример историко-культурного заповедника, расположен в центре современного города. Антропогенные воздействия должны быть минимизированы, но это импактная зона. Освоение территории происходит с учетом археологической ценности. Необходимо минимизировать воздействия посредством разработки программы защиты территории от трансграничных загрязнителей с учетом климатической и ландшафтной специфики.

5) Зона, удаленная от техногенно-антропогенных контактов. Это, например, глубоководная зона, которая с одной стороны сопряжена с сильно эксплуатируемым шельфом и связана различными типами природных связей – миграция рыбных косяков на нерест и кормежку, и техногенными воздействиями - мореходная трасса. За счет гидродинамических процессов водообмен в Черном море связывает несколько морей в единую систему, происходит обмен водными массами, которые переносят питательные вещества, кислород и загрязнители. За счет подъема глубоководных вод – явления аппевилинга, наблюдается подъем фосфор и азот содержащих веществ, которые способствуют повышению первичной продуктивности. В летний период прогрева воды на шельфе отмечаются явления сгона и понижение температуры.

Разделение территории морского прибрежного севастопольского региона на сопряженные зоны может быть условным, т.к. не смотря на инфраструктурную насыщенность отдельных зон, выделяется рельефная неоднородность. Специфика ее такова, что горы и балки имеют микроциркуляторные атмосферные особенности, которые способствуют образованию микроклиматических районов. В системе архитектурного планирования нет экологически обоснованной программы застройки региона. В большинстве случаев нарушаются  санитарно-эпидемиологические нормы (зональное широтно-долготное расположение жилых домов; строительство коммуникаций и систем жизнеобеспечения и т.д.). Это создание условий для возникновения чрезвычайной экологической ситуации в региональном масштабе. На уровне региональных чрезвычайных ситуаций источник ЧЭС: увеличение автомобильного транспорта на центральных улицах города, в связи с отсутствием альтернативных трасс; создание стихийных рынков и предприятий общепита, а так же застройка территории и техногенное опустынивание. Система нормативов застройки с учетом ландшафтных особенностей и эколого-экономической ценности регионов в городской системе управления должна соблюдаться. С этой целью необходимо провести комплекс исследований и разработать целевую программу строительства с учетом контроля за сохранением природных геоландшафтных, рельефных, геоэкологических, микроклиматических и экономических особенностей территории.

Для анализа и обработки данных мониторинга, разрабатываются и практически внедряются компьютерные информационные программы. Задачи по оценке влияния факторов на компоненты окружающей среды можно решать с помощью математического моделирования [1], [2], [3].

В Экологической доктрине Российской Федерации, которая одобрена распоряжением Правительства РФ от 31 августа 2002 г. N 1225-р, отмечено, что к числу основных факторов деградации природной среды на мировом уровне относятся [11]:

-рост потребления природных ресурсов при сокращении их запасов;

-увеличение численности населения планеты при сокращении территорий, пригодных для проживания людей;

-деградация основных компонентов биосферы, включая сокращение биологического разнообразия, связанное с этим снижение способности природы к саморегуляции и как следствие - невозможность существования человеческой цивилизации;

-возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

-возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

-недостаточный для перехода к устойчивому развитию человеческой цивилизации уровень координации действий мирового сообщества в области решения экологических проблем и регулирования процессов глобализации;

-продолжающиеся военные конфликты и террористическая деятельность.

В соответствии с доктриной, определяются основные направления мониторинга в глобальном масштабе. Существует несколько международных экологических программ и соответственно направлений научно-практических исследований по развитию мониторинга. Мониторинг в рамках программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) подразделяется на виды: мониторинг климатических условий; мониторинг трансграничного переноса (течениями, воздушными потоками) и осаждения загрязняющих веществ: мониторинг для целей здравоохранения; мониторинг возобновляемых природных ресурсов; мониторинг океана [4].Некоторые задачи структурных звеньев мониторинга:1.   Оперативный контроль экологического, социального, медико-биологического состояния среды на различных уровнях.2.   Сбор и хранение объективной информации о состоянии окружающей среды, компонент биосферы, здоровья населения.3.   Формирование текущей картины состояния окружающей среды – ситуационный мониторинг.4.   Выявление факторов экологического неблагополучия региона.5.   Подготовка информации, необходимой для принятия управленческих решений, соответствующей экологической обстановке.6.   Выработка управляющего воздействия, направленного на улучшение состояния окружающей среды.

На основании данных мониторинга принимаются решения по улучшению и управлению экологической ситуацией. Система мониторинга развивается вместе с инструментальной системой измерений. Новые методы диагностики показателей и определения эффектов воздействия позволяют расширить спектр регистрации факторов и веществ, влияющих на экосистемные процессы. Они позволяют и более точно определить концентрации загрязняющих веществ среде, ранее находившиеся в зоне – «ниже метода определения». Математические методы позволяют более точно рассчитать концентрации загрязняющих веществ и выявить зависимости. Методы математического моделирования позволяют смоделировать ситуацию и сделать прогноз. Область применения данных мониторинга расширяется. В настоящее время термин – мониторинг применяется во всех областях научной и практической деятельности.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Беляев В.И. Моделирование морских систем Киев : Наукова думка, 1987. – 204 с.
2. Беляев В.И. Математическое моделирование экологических систем шельфа / Беляев В.И., Кондуфорова Н.В. // Киев: Наукова думка, 1990. - 238 с.
3. Беляев В.И. Основы логико-информационного моделирования сложных геосистем / Беляев В.И., ХудошинаМ.Ю. // Киев: Наукова думка, 1989. - 160 с.
4. Использование водных ресурсов и борьба с загрязнением вод: Тенденции, политика, перспективы. Европейская экономическая комиссия. ООН, Нью-Йорк, 1989. - 54с.
5. Итоги 10-летних санитарно-гидробиологических исследований Севастопольских бухт. ИнБЮМ, Севастополь, 1983. - 146 с.
6. Молисмология Черного моря. Под ред. Поликарпова Г.Г. Киев: Наукова думка, 1992. - 304 с.
7. Павлова С.А. Антропогенные загрязнения морской среды. НПЦ ЭКОСИ -Гидрофизика. Санкт-Петербургский гуманитарный ун-т профсоюзов. Севастопольский филиал, 2002. - 119с.
8. Павлова С.А. Введение в морскую экологию. НПЦ ЭКОСИ - Гидрофизика. Санкт-Петербургский гуманитарный ун-т профсоюзов Севастопольский филиал, 2002. - 300 с.
9. Павлова С.А. Динамические факторы. Некоторые общие методы исследования динамики показателей морских экосистем различного уровня сложности. Симферополь: Издательский центр КГМУ, 2000. - 240 с.
10. Поляхов А.С. «Способ мелиорации прибрежных экосистем» Патент на изобретение № 2541444. Москва:2014», 2014. - 5 с.
11. Экологическая доктрина Российской Федерации (одобрена распоряжением Правительства РФ от 31 августа 2002 г. N 1225-р) [Электронный ресурс] URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_92097/

Список литературы на английском языке / References in English

1. Belyaev V.I. Modelirovanie morskikh sistem [Modeling of Marine Systems] Kyiv: Naukova Dumka, 1987. – 204 p. [in Russian]
2. Belyaev V.I. Matematicheskoe modelirovanie ekologicheskikh sistem shelfa. [Mathematical Modeling of Ecological Shelf Systems] / Belyaev V.I., Konduforova N.V. // Kyiv: Naukova Dumka, 1990. - 238 p. [in Russian]
3. Belyaev V.I. Osnovy logiko-informatsionnogo modelirovaniya slozhnykh geosistem. [Fundamentals of Logical Information Modeling of Complex Geosystems] / Belyaev V.I., Khudoshina M.Yu. // Kyiv: Naukova Dumka, 1989. - 160 p. [in Russian]
4. Ispolzovanie vodnykh resursov i borba s zagriazneniem vod: Tendentsii, politika, perspektivy. [Use of Water Resources and Water Pollution Control: Trends, Policy, Prospects.] Economic Commission for Europe. UN, New York, 1989. - 54 p. [in Russian]
5. Itogi 10-letnikh sanitarno-gidrobiologicheskikh issledovanii Sevastopolskikh bukht. [Results of 10-year Sanitary and Hydrobiological Research of Sevastopol Bays.] Institute of Marine Biological Research, Sevastopol, 1983. - 146 p. [in Russian]
6. Molismologiya Chernogo moria. [Molismology of the Black Sea.] Ed. by Polikarpova G.G. Kyiv: Naukova Dumka, 1992. - 304 p. [in Russian]
7. Pavlova S.A. Antropogennye zagriaznenija morskoi sredy. [Anthropogenic Pollution of Marine Environment.] Scientific Production Centre ECOSY - Hydrophysics. St. Petersburg Humanitarian University of Trade Unions. Sevastopol branch, 2002. - 119 p. [in Russian]
8. Pavlova S.A. Vvedenie v morskuyu ekologiyu. [Introduction to Marine Ecology.] Scientific Production Centre ECOSY - Hydrophysics. St. Petersburg Humanitarian University of Trade Unions. Sevastopol branch, 2002. - 300 p. [in Russian]
9. Pavlova S.A. Dinamicheskie faktory. [Dynamic Factors.] General Methods for Studying the Dynamics of Marine Ecosystems Indicators of Different Complexity Levels. Simferopol: Publishing Center of KSMU, 2000. - 240 p. [in Russian]
10. Polyakhov A.S. “Sposob melioratsii pribrezhnykh ekosistem” Patent na izobretenie № 2541444. [Method for Melioration of Coastal Ecosystems" Patent for invention No. 2541444] Moscow: 2014, 2014. - 5 p. [in Russian]
11. Ekologicheskaya doktrina Rossiiskoi Federatsii (odobrena rasporiazheniem Pravitelstva RF ot 31 avgusta 2002 g. N 1225-r) [Ecological Doctrine of the Russian Federation (approved by the order of the Government of the Russian Federation of August 31, 2002 No. 1225-r)] [Electronic resource] URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_92097/ [in Russian]