Географический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова

На кафедре криолитологии и гляциологии становление мерзлотно-экологических исследований происходило в 90-х годах прошлого столетия при проведении хоздоговорных работ на европейском Севере и в Сибири в связи с разведкой и эксплуатацией месторождений углеводородного сырья, решением вопросов надежности возводимых на мерзлых грунтах инженерных сооружений и спорных вопросов землепользования в криолитозоне. В ходе проведенных работ составлялись кондиционные ландшафтные карты с графическими легендами, послужившие в дальнейшем основой для картосоставительских работ мерзлотно-экологической тематики.

На сегодняшний день на кафедре сформулированы концептуальные положения устойчивости криогенных ландшафтов, основанные на установлении ведущих оценочных критериев литокриогенного и эколого-биотического состояния ландшаф тов, влияющих на их устойчивость как способности противостоять техногенной активизации экзогенных геологических процессов (Тумель, Зотова, 2008). Разработаны методические принципы формирования кризисных ситуаций в равнинной криолитозоне, отработана методика их оценки и ГИС-картографирования на примере Западной Сибири (Тумель, Зотова, Гребенец, 2008; Зотова, Королева, Дедюсова, 2007; Zotova, Dedyusova, 2012). Кратко перечислим наши «первопроходческие» достижения в области геоэкологии криалитозоны, поскольку их подробное изложение входит в содержание следующих глав настоящего пособия.

Первый опыт оценки устойчивости геосистем регионального уровня с использованием балльных экспертных оценок показан в работе Н. А. Шполянской, Л. И. Зотовой (1994). Оценка потенциальной устойчивости ландшафтов криолитозоны Западной Сибири к освоению основана на покомпонентном анализе влияния семи ведущих природных факторов на устойчивость ландшафта под действием нагрузок и, как следствие, активизацию криогенных процессов. Итогом явилась карта масштаба 1:4 000 000, на которой выделены четыре группы устойчивости криогенных ландшафтов, каждой из которых соответствуют определенные природоохранные мероприятия и ограничения хозяйственного использования.

Для геосистем локального уровня разработан системный подход к оценке их мерзлотно-экологического состояния, с учетом их литокриогенной устойчивости и биорссурсного потенциала. 11ри этом на оценочных картах выделяются ареалы различной степени опасности как для инженерных сооружений, так и для биоты. Именно в этом заключается новизна и оригинальность разработок авторского коллектива. Для получения интегрального экспертного балла используется простейший матричный способ сопоставления мерзлотных и эколого-биотических показателей (Тумель, Зотова, 1996), но чаще всего — статистическая программа расчета интегральных индексов с выведением уравнений множественной регрессии. Метод оценки по интегральному критерию экологической опасности прошел апробирование на ряде нефтегазопромыслов Тюменской области (Зотова, Тумель, 1996; Зотова, Королева, Дедюсова, 2007).

Первый всес торонний анализ кризисных экологических ситуаций в криолитозонс (КЭС), включающий природные и антропогенные предпосылки их возникновения, стадии формирования, диагностику и мероприятия по выходу из кризиса, содержится в коллективной статье кафедры криолитологии и гляциологии и Проблемной лаборатории геоэкологии Севера (Зотова, Конищев, Марахтанов, Соломатин, Тумель, Чигир, 1994). В те же годы Л. И. Зотовой и Н. В. Тумель разработана методика оценки формирования геоэкологических ситуаций на зонально-региональном уровне исследований. Система экспертных балльных оценок базировалась на матричном учете четырех градаций устойчивости ландшафтов и двух градаций интенсивности антропогенной нагрузки. В итоге была составлена Карта экологических ситуаций Тюменской области масштаба 1:6 000 000, на которой показаны ареалы геоэкологических ситуаций согласно нормативным документам Минприроды РФ по охране природы (Тумель, Зотова, 2000).

Развитие геоинформационных технологий позволило создать методику оценки и картографирования кризисных экологических ситуаций на территориях газопромыслового освоения в крупных масштабах (Зотова, Королева, Дедюсова, 2007). Отметим, что во всех оценочных геоэкологических исследованиях, проводимых на кафедре, учитывается столь характерный для Севера вид антропогенного воздействия, как выбивание, отравленность оленьих пастбищ вследствие персвыпаса и продуктивность пастбищных угодий (Дедюсова, 2006, 2013). Это обстоятельство повышает экологическую направленность и значимость исследований коллектива.

На кафедре криолитологии и гляциологии разработана методология проведения геоэкологического мониторинга опасных криогенных процессов по северным магистралям транспорта газа (например, «Ямал-Цснтр») на разных стадиях эксплуатации линейных сооружений с целью сравнительного анализа альтернативных вариантов прохождения трасс. Мониторинг включает виды наблюдений, методику их проведения, обоснование репрезентативности размещения выбранных пунктов наблюдательной сети с перечнем наблюдаемых параметров, частоту, временной режим и продолжительность наблюдений (Тумель, Стрелецкая, Зотова, 2005).

Значительны достижения кафедры в области мелкомасштабного мерзлотно-экологического картографирования территории криолитозоны. Еще в 1997 г. были определены задачи мерзлотноландшафтного картографирования, рассматривающие возможные последствия воздействия техногенеза на криогенные ландшафты. Группой сотрудников географического факультета МГУ — А. В. Востоковой, Н. В. Тумель, Н. А. Королевой — эти идеи были реализованы в виде Карты активизации мерзлотных процессов, изданной в Экологическом атласе России (2002). На сегодняшний день разработаны методики создания тематических, оценочных, прогнозных и рекомендательных карг обзорно-регионального масштаба, а также оригинальные легенды-интерпретации их содержания. Карты созданы на основе ландшафтной карты России А. Г. Исаченко. Внедрение — серия карт в шести атласах: Экологический Атлас России, 2002; Атлас Ханты-Мансийского автономного округа, 2005; Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа, 2005; Национальный атлас России, 2007; Атлас Сибири, 2007; Атлас «Российская Арктика в XXI веке: природные вызовы и риски освоения», 2013.

Н. А. Королевой теоретически разрабогана и внедрена в практику методология повышения информативности мерзлотных и мерзлотно-экологических карт средствами пространственного ГИСанализа (2007, 2011). Следует отметить, что атласное мелкомасштабное ГИС-картографирование устойчивости геосистем с позиций активизации криогенных процессов пока не имеет аналогов за рубежом и в смежных организациях.

Проблемная лаборатория геоэкологии Севера географического факультета под руководством профессора В. И. Соломатина внесла значительный вклад в теоретическое осмысление и решение геоэкологических проблем высокоширотных территорий. В монографиях «Исследование устойчивости геосистем Севера» (1988) и «Геоэкология Севера» (1992) заложены методологические аспекты устойчивости северных геосистем (Ю. Н. Голубчиков, В. И. Соломатин). Рассматриваются количественные оценки устойчивости мерзлотного рельефа с использованием показателя энергии рельефа (К. С. Воскресенский, А. П. Хольнов), энергетической устойчивости мерзлых пород (О. Ю. Пармузина, Л. А. Жигарев), оценка устойчивости мерзлого субстрата через количество незамерзшей воды, состав грунтов и их просадочность (С. В. Чистов), количественная оценка устойчивости деятельного слоя (В. Г. Чигир, В. П. Марахтанов).

Обобщение вышеперечисленных частных оценок реализовано при составлении Карты устойчивости криогеосистем Европейского Севера России в масштабе 1:2 500 000 (Соломатин и др., 2000). Авторы сделали попытку количественного учета трех факторов, формирующих устойчивость криогеосистем: льдистости грунтов и наличия залежей подземного льда (но относительной осадке грунтов), скорости денудации рельефа (объем переработанного криогенными процессами материала, соотнесенный к единице площади ландшафтно-геокриологического выдела), запасов тепла в верхнем 10−15-метровом слое криолитозоны, характеризующих энергетическую стабильность криогеосистем в естественных условиях.

В третьей коллективной монографии лаборатории «Проблемы общей и прикладной геоэкологии Севера» (2001), кроме теоретических вопросов, рассматривается ряд прикладных проблем, связанных с уязвимостью северных геосистем в условиях техногенеза, и приводятся пути их решения. Это вопросы антропогенной динамики литогенной основы ландшафтов (В. П. Марахтанов); диагностика криогеоэкологических условий формирования природно-технических систем (В. Г. Чигир и др.); диагностика состояния трубопроводных систем (С. А. Егурцов, А. И. Степаненко) и др. Методические аспекты техногеоэкологических исследований газотранспортных систем подробно освещены в ряде статей (Марахтанов, Соломатин, Чигир, Великоцкий, 2000; Марахтанов, 2011) и в ведомственных сборниках Газпрома (Диагностическое…, 2008).

Особого внимания заслуживает компьютерная программа «Econorth» В. П. Марахтанова (2004), разработанная на основе инвентаризационной модели реакции ландшафтов криолитозоны на антропогенные воздействия. Это по сути сформированный и, главное, апробированный подход к выявлению кризисных экологических ситуаций. Методика имеет ряд несомненных достоинств. Вопервых, количественная оценка устойчивости ландшафтов выполняется без использования экспертных баллов. Во-вторых, проводится дифференцированная оценка по отношению к процессам разного типа: тепловым, механическим, химическим. В-третьих, возможно сравнивать разные варианты освоения и давать конкретные рекомендации по каждому типу воздействий. И, наконец, программа «Econorth» ориентирована на широкий круг пользователей, в том числе не имеющих географического образования, и, главное, вполне подходит для использования в учебных целях.

Ряд ученых «немерзлотоведов» географического факультета МГУ активно занимаются геоэкологическими проблемами Арктики и Субарктики. Вопросам геохимической устойчивости северных ландшафтов в районах нефтяных месторождений посвящены работы Н. П. Солнцевой (1982, 1998). Вопросами почвенногеохимического и геоэкологического мониторинга Крайнего Севера, в том числе находящихся в сфере влияния горнометаллургических промышленных объектов, занимается А. В. Евсеев (1992, 2010). Эколого-экономической оценкой современного природопользования, в том числе рекреационного потенциала Севера России — Т. М. Красовская (1996, 2008).