Методические аспекты мерзлотноэкологических исследований

Понятия «геоэкология» и «геоэкология криолитозоны»

В настоящее время отмечаются чрезвычайно разнообразные трактовки терминов экологического ряда. Общепринятого определения экологии и ее направлений до сих пор нет. Одно из определений: «Экология — учение об отношениях живых организмов между собой и окружающей средой» (термин введен в 1869 г. Э. Геккелем). Объектами экологии выступают отдельные особи, популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. Предмет изучения — влияние на организмы среды их обитания и ее компонентов. Как мы видим, термин «экология» целесообразно сохранить за обозначением науки биологического цикла.

Термин «геоэкология» (от geo — Земля, oikos — жилище, дом и logos — учение, слово) впервые применил немецкий географ К. Трать в 1939 г., а в 1970 г. — наш соотечественник В. Б. Сочава. По сути, в их понимании геоэкология мало чем отличается от ландшафтовсдения. Специфика геоэкологии заключается в особой нацеленности на изучение экологических свойств и функций ландшафтов (геосистем), на экологическую направленность ландшафтоведения. Таким образом, широко используемый ныне природоведами термин изначально был чисто географическим. В наши дни он истолковывается с заметно различающихся, подчас противоречивых позиций. Основные из них следующие.

Географический подход, пожалуй, наиболее разработан и обоснован (А. Г. Исаченко, В. Б. Сочава, Н. П. Герасимов, Ю. П. Селиверстов, Б. И. Кочуров, К. М. Петров и др.). Согласно ему, геоэкология — это особое направление в географической науке, изучающее географическую среду ее геосистемы с экологической точки зрения и в целях решения проблем, связанных с жизнедеятельностью человека как элемента живой природы, и получения необходимых природных, экономических и других ресурсов. По мнению А. Г. Исаченко, более точно передает суть научной дисциплины с акцентом именно на географию термин «экологическая география» или «экогсография». По мнению И. Е. Тимашсва (2000), при географическом подходе близким синонимом «геоэкологии» следует считать «экологическое ландшафтоведение», так как этот термин определеннее других указывает на объект изучения.

Характерные черты геоэкологии как социальной эколого-ландшафтной дисциплины заключаются в следующем. Во-первых, она изучает природные, природно-антропогенные или антропогенные экосистемы всех рангов с экологической точки зрения. При этом их пространственные сочетания принимаются либо в естественных границах, либо в пределах территорий политико-административных единиц. Во-вторых, геоэкология рассматривает человека в качестве биосоциального элемента природы, который занимает в биотическом звене геосистем особое, главенствующее положение. В-третьих, эта наука нацелена на изучение и решение проблем рационального природопользования, разработку принципов и методов экологически приемлемого использования природных ресурсов. Разработка и решение геоэкологичеких проблем опираются не только на эколого-ландшафтную научную основу, но и на использование междисциплинарных связей и достижений целого ряда областей знания и практической деятельности.

Биологический подход рассматривает геоэкологию в качестве раздела экологии, исследующего экосистемы высоких иерархических уровней — до биосферы включительно.

Геологический подход. По одним представлениям, геоэкология — наука, изучающая закономерные изменения геологической среды и ее компонентов под влиянием внешних сред, в т. ч. техносферы. Ее объект — геологическая среда (литосфера), т. е. неживое вещество (Голодковская, 1994). Согласно иной версии, геоэкология является междисциплинарной геологической наукой, нацеленной на решение экологических проблем в литосфере, изучает законы взаимодействия литосферы, биосферы с учетом специфики человека и его деятельности (Клубов, 1994).

Географо-геологическому подходу отвечает трактовка геоэкологии как науки об экологических проблемах геосфер, изучающей изменения окружающей среды, точнее литосферы, ландшафтов, почв, поверхностных вод и нижних горизонтов атмосферы под влиянием техносферы (Осипов, 1993).

Многие учёные выступают за широкое понимание геоэкологии как интегральной науки экологической направленности. Расширенные междисциплинарные подходы можно свести к четырем основным толкованиям.

• 1. По мнению В. Т. Трофимова и др. (1994, 1997), геоэкология — это наука, изучающая состав, структуру, закономерности функционирования и эволюции природных и антропогенно измененных экосистем высоких уровней организации под воздействием как эволюционного развития, так и техногенеза. Она интегрирует все знания об экологических проблемах Земли и представляет собой «триумвират» из биологических, геологических и почвенно-географических наук. В 1997 г. Трофимовым В. Т. сформулировано определение экологической геологии как науки, изучающей экологические функции (свойства) литосферы: ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической.
• 2. По мнению Г. Н. Голубева (1999), геоэкология — система наук об интеграции геосфер и общества, или междисциплинарное научное направление, изучающее экосферу как взаимосвязанную систему геосфер в процессе интеграции с обществом. При этом под экосферой понимается комплексная, относительно тонкая поверхностная оболочка Земли, где пересекаются основные геосферы (атмосфера, гидросфера, ли тосфера, биосфера) и где живет и действует человек. По существу, термин «экосфера» близок известным представлениям о ландшафтной сфере как части географичсской оболочки.
• 3. По мнению Ф. Н. Милькова (1997), справедливее рассматривать геоэкологию как междисциплинарное направление, синтезирующее законы экологии с закономерностями всех наук о Земле — географии, геологии, геохимии, геофизики. Н. С. Касимов и Э. П. Романова (2008) также считают геоэкологию результатом синтеза целого ряда географических, геологических, почвенных и других наук.
• 4. С. П. Горшков (1998) считает, что геоэкология интегрирует данные многих, но, в первую очередь, геолого-географических дисциплин; это наука об организованности биосферы, вмещающей се супергеосферы и околоземного Космоса, об их антропогенном изменении, способах управления.

Таким образом, большинство ученых (А. Г. Исаченко, И. Е. Тимашев, Б. И. Кочуров, С. Б. Лавров, Ю. П. Селиверстов, В. Б. Соча ва и т. д.) рассматривают геоэкологию как эколого-ландшафтную дисциплину, у которой есть конкретный объект изучения, а именно, геосистемы всех уровней (природные и природно-антропогенные) с точки зрения их функционального единства для целей сохранения и рационального использования геоэкологической (окружающей) среды.

Известный ученый-энциклопедист И. Ф. Реймерс (1990) предложил классическую экологию называть биоэкологией, а геоэкологию — ландшафтной экологией. По его трактовке, геоэкология относится к разделу экологии (либо географии), исследующей геосистемы только высоких иерархических уровней — до биосферы включительно.

В последней четверти XX в. термин «геоэкология» стал, по сути, термином свободного пользования во всех естественных науках. Разнообразие воззрений на содержание геоэкологии в географической науке наиболее полно изложено в работах И. Е. Тимашева (2000, 2001,2008), в геологической науке — В. Т. Трофимовым (1997,2005, 2009). Из публикаций этих ученых следует правомерность использования термина «геоэкология» исключительно в эколого-географических исследованиях.

Геоэкология криолитозоны как новое междисциплинарное научное направление сформировалось в 90-х годах прошлого столетия на базе всестороннего изучения последствий антропогенного воздействия на природные ландшафты в области распространения многолетнемерзлых пород при различных видах хозяйственной деятельности. Если кратко — гсоэкологи криолитозоны рассматривают фундаментальные и прикладные аспекты формирования криосферы Земли (изменения мерзлых пород и криогенных ландшафтов) в связи с антропогенной деятельностью. Объект изучения — состояние природных и антропогенно измененных геосистем различных рангов в области распространения многолстнсмерзлых и сезонно-мерзлых пород, а именно — изучение их структуры, инженерно-мерзлотных условий, присущих им криогенных процессов, а также биотических и природно-ресурсных характеристик.

В условиях все возрастающего техногенного прессинга на природу Севера геоэкология криолитозоны как наука, в первую очередь, призвана изучать реакцию криогенных ландшафтов всех уровней (от элементарных до глобальных) на внешние воздействия. Экологическая составляющая большинства геокриологических исследований заключается в оценке видимого в природе проявления экзогенных криогенных процессов. С этой целью разрабатываются методические приемы оценки и картографирования их активизации; предлагаются природоохранные, инженерные и рскультивационные мероприятия с целью рационального (экологически сбалансированного) природопользования в криолитозоне.

Все оценочные мерзлогно-экологические разработки рассматриваются с позиций ландшафтного подхода, в основе которого лежит понятие об устойчивости ландшафтов к нарушениям. Как известно, структурная и функциональная организация северных ландшафтов определяется характеристиками их криогенной составляющей — температурой и льдистостью мерзлых пород, глубиной сезонного протаивания, свойствами защитного слоя растительности. Именно они определяют развитие криогенных процессов: термокарста, термоэрозии, солифлюкции, пучения и др., связанных с фазовыми переходами воды, а значит — относительную устойчивость ландшафтов к механическим нарушениям поверхности.

Однако геоэкология криолитозоны выходит за рамки изучения только характера развития криогенных процессов. Это еще и изучение механизмов сохранения, восстановления и стабилизации природной среды в результате антропогенных воздействий. Известно, что любой техногенный прессинг в криолитозоне неизбежно приводит к нарушению гидротермического режима мерзлых пород, меняя проявление большинства ландшафтообразующих процессов. От характера воздействий на ландшафт и его ответной реакции зависит весь комплекс экологических последствий. Названные проблемы отвечают общей концепции устойчивости ландшафтов (глава 4) и научно-методической направленности всех оценочных мерзлотно-ландшафтных исследований.

Термины «геокриоэкология» — экологическое мерзлотоведение (Соломатин, 1992,2001) и «техногеоэкология» (Чигир, 2001,2003), можно назвать производными от вышеуказанной трактовки «геоэкология криолитозоны».

Техногеоэкология — относительно новая ветвь геоэкологической науки. Изучает вопросы взаимодействия среды обитания человека и техносферы: решает вопросы инженерного мерзлотоведения, но более широко. В последнее время вес большую актуальность приобретают техногеоэкологические исследования так называемых природно-технических систем — от газотранспортных, автодорожных регионального уровня до отдельных сооружений нефтегазопромыслов локального уровня. В ходе инженерно-географических изысканий получают сведения о природных и технических факторах, определяющих условия безаварийной эксплуатации таких систем, проводят тсхногсоэкологичсский мониторинг, который направлен не только на обеспечение устойчивости инженерных сооружений, но и на минимизацию их негативного влияния на природную среду криолитозоны.