Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем

Актуальность исследования.

В течение всего XX в. значение прибрежной зоны (ПЗ) морей и океанов в хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало [с 1 по 4] и по прогнозам специалистов будет возрастать в XXI в. [с 5 по 9]. Для этого имеются объективные экологические, социальные и экономические предпосылки (таблица 1).

Таблица 1 — Показатели эколого-социо-экономической значимости прибрежной зоны.

Территориально-пространственные Протяженность береговой линии — 777 тыс. км Площадь прибрежной зоны до изобаты 200 м -21.4 млн. кв.км.

Экологические 977 национальных парков и заповедников 200 млн. гектаров охраняемых территорий.

Социальные 1.000 млн. человек населения 60% мирового населения на удалении не более 100 км от моря.

Экономические 4.493 млн. тонн грузов, ежегодно перевозимых через порты 86 млн. тонн ежегодного улова рыбы 11.1 млн. тонн ежегодного урожая аквакультуры.

ПЗ является местом концентрации природных, техногенных и интеллектуальных ресурсов, выполняя «ресурсную функцию». Ресурсы ПЗ жизненно необходимы не только для местного населения, но и для успешного функционирования биосферы в целом. Прибрежные экосистемы поддерживают естественные геохимические циклы, способствуют процессам их очищения от загрязняющих веществ, формируют качество речных вод на заключительном этапе их транзита через сушу, фиксируют береговую линию («регулирующие функции»), обеспечивают процессы продуцирования биомассы и поддерживают запас генетического и видового разнообразия («продукционные функции»). Для человека ПЗ является источником эстетического наслаждения, художественного вдохновения, а также получения научнообразовательной информации («информационная функция»). В связи с ключевым значением ПЗ зон для процессов устойчивого развития, она привлекают все большее внимание политиков и менеджеров всех уровней управления. Важность ПЗ для решения стратегических задач устойчивого развития России не вызывает сомнений. Протяженность морских берегов России — около 60 тыс. кмв 30-километровой зоне вдоль берегов морей проживает около 20 млн. россиян [9].

Хозяйственная деятельность человека в ПЗ является частным случаем природопользования. Осуществление природопользования в ПЗ В. И. Лымарев называет береговым природопользованием, или берегопользованием [3]. Рассматривая различные формы берегопользования, этот автор в качестве основных из них называет рациональное и нерациональное. Рациональное берегопользование направлено на обеспечение устойчивого развития, что достигается постановкой краткосрочных и долгосрочных целей [8]. При нерациональном берегопользовании долгосрочные цели отсутствуют.

Основная тенденция берегопользования, ярко проявившаяся во второй половине XX века, — интенсификация, сопровождающаяся появлением в ПЗ большого количества антропогенных конструкций и сооружений. Благодаря этому, ПЗ становится все более сложным объектом для природопользования и управления, так как представляет собой сложную систему, состоящую из нескольких подсистем (рисунок I). Обычно выделяют природную, социальную и инженернотехническую подсистемы. Для изучения этих подсистем применяются разные подходы и методы, которые недостаточно хорошо состыкованы друг с другом. В частности, теория взаимодействия технических объектов (ТО) и природных экосистем в ПЗ не разработана [ 10 ].

ОБЪЕКТ: прибрежная зона.

ЦЕЛЬ:

Рациональное бсрегопользование 1.

Рисунок I — Аспекты рассмотрения прибрежной зоны как объекта исследования.

Задачей берегопользования является выполнение интегрирующей функции. Оптимальные управленческие решения могут быть приняты при комплексном учете особенностей всех взаимодействующих подсистем. Сложности, возникающие при реализации комплексного подхода, заключаются в необходимости анализа больших объемов информации о каждой из подсистем (см. рисунок 1). Недоучет роли какой-либо из подсистем может привести к серьезным просчетам в процессе берегопользования. Каждая из подсистем требует внимания и изучения с помощью арсенала соответствующих наукпри этом она достаточно быстро изменяется под воздействием различных факторов.

Наиболее значительные изменения происходят в инженерно-технической подсистеме. Увеличение «удельного веса» инженерно-технической подсистемы неоднозначно воспринимается экспертами, многие из которых считают эту тенденцию опасной для природной (экологической) подсистемы. Подобные опасения вызваны тем, что процессы, влияющие на взаимодействие инженерно-технической компоненты с другими подсистемами ПЗ, происходят быстрее, чем эксперты успевают их осмыслить, и тем более — оценить и спрогнозировать последствия. Сами методы подобных оценок находятся еще в стадии разработки. Концептуальные основы развития инженерно-технической подсистемы прибрежной зоны практически не созданы.

Оспаривается возможность устойчивого сосуществования и взаимодействия инженерных объектов и природных экосистем. Происходит, таким образом, отставание в теории рационального берегопользования — по сравнению, например, с природопользованием на водосборных бассейнах малых рек. Для последнего случая разработана эффективно работающая концепция природно-технических систем (ПТС) в энергетике [11]. Механический перенос данной концепции на объекты ПЗ, однако, был бы невозможен в связи с ее описанными выше особенностями как сложной системы. Приемы управления ПТС в бассейнах малых рек не могут быть успешно использованы в ПТС, формируемых на базе прибрежных экосистем. Очевидно, в целях обеспечения рационального берегопользования необходимо разработать концепцию прибрежных природно-технических систем (ППТС), которая бы учитывала особенности всех подсистем ПЗ. Подобная концепция может способствовать решению важной народнохозяйственной задачи — формированию системы рационального берегопользования для обеспечения устойчивого развития ПЗ.

Планирование ППТС, наблюдение за ее формированием и эксплуатацией, разработка стратегии управления ППТС объединяются в единую систему геоэкологического мониторинга. Мониторинг ППТС — новое направление мониторингаконцептуальная база и научные основы мониторинга ППТС в настоящее время не разработаны. Цель и задачи диссертационного исследования.

Цель настоящей работы определена как формирование концепции ППТС и развитие научных основ их геоэкологического мониторинга. Поставленная цель достигается путем решения ряда задач: а) определение понятия «прибрежная природно-техническая система» (ППТС) как объекта геоэкологического мониторингаб) описание основных свойств и особенностей ППТСв) классификация ППТСг) разработка методологии оценки экологической опасности / безопасности ППТСд) разработка способов описания взаимодействия природных экосистем и ТО с целью оценки и прогнозирования экологической ситуации в ППТСе) оценка и прогноз общего состояния и экологической опасности / безопасности ППТС на этапах их формирования, эксплуатации и модернизацииж) разработка подходов к устойчивому управлению ППТС и обеспечению их взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении геоэкологического мониторинга.

Материал и методы исследований.

Для достижения цели настоящей работы нами были в 1991 — 2005 гг. проведены исследования ряда ППТС в Балтийском, Баренцевом и Белом морях. Применены следующие методы исследований:

1. Комплексные многолетние натурные наблюдения за биотической, абиотической и техногенной компонентами ППТС.

2. Опрос экспертов, анкетирование и интервьюирование местных берегопользователей, вовлеченных в процесс принятия решений по управлению ППТС.

3. Интегральные технологии комплексного управления прибрежной зоной — КУПЗ, включая партиципацию — соучастие в активных действиях местного населения, направленных на управление ПЗ.

4. Балльно-индексная оценка интенсивности и опасности / безопасности антропогенного воздействия на геосистемы с ППТС.

5. Определение изменения устойчивости / неизменности геосистем с ППТС на основе информации о разнообразии биологических сообществ.

6. Моделирование поступления в водную среду и переноса биогенных элементов (азот, фосфор) в ППТС с рыбоводными садками.

7. Политологический анализ возможных стратегий взаимодействия ППТС в интересах устойчивого управления ПЗ.

Исследования выполнены в ходе работ по российским федеральным и международным проектам, осуществления процедуры оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), реализации программ экологического мониторинга (таблица 2).

Организация и проведение исследованийобработка и анализ материала осуществлялись лично автором. Большинство рабочих концепций разработано автором лично или при взаимодействии с соавторами [8, 12].

Описанные прибрежные территории, несмотря на все их своеобразие, обладают общими характеристиками, свойственными Баренц-Балтийскому макрорегиону (ББМР) в целом. Под ББМР понимается макрорегион Северной Европы, объединяющий регионы Баренцева и Балтийского морей [13]. Связи этих крупнейших регионов Европы обусловлены биогеографическими, экологическими, социально-политическими и экономическими причинами.

Таблица 2 — Исследованные акватории, проектные районы и виды работ.

Исследованная акватория Проектный район Вид работ Роль автора Годы.

Балтийское море Финский залив, прибрежная зона Калининградск ой области, о. Борнхольм. Ежегодные экспедиции по программе ЮНЕСКО /МОК «Балтийский плавучий университет» Руководитель биологическо й группы с 2000 по 2003, 2005.

Пролив Бьеркезунд Сопутствующий мониторинг строительства портового комплекса Начальник гидробиологического отряда с 1999 по 2005.

Лужская губа То же То же с 1999 по 2003.

Бухта Батарейная ОВОС портового комплекса Заместитель руководителя работ с 1997 по 1998.

Балтийское море Национальный парк «Куршская Коса» Проект «Организация сети взаимодействия .» Координатор программ по обучению 2003.

Прибрежная зона Северной Курляндии (Республика Латвия) Пилотные проекты ЮНЕСКО Лидер группы мониторинга пилотного проекта ЮНЕСКО 2002, 2003.

Устье р. Нарва и район Нарвской ГЭС Проект Европейского Союза Охраны Побережий Исполнитель 1999.

Пролив Каттегат Кристиннефьор Д Полевая практика студентов Руководитель практики 2004.

Продолжение таблицы 2.

Исследованная акватория Проектный район Вид работ Роль автора Годы.

Баренцево море Бассейн Кислогубской ПЭС Летняя полевая практика студентов Руководитель биологическо й группы 19 941 999.

Устье р. Тулома, НижнеТуломское водохранилище Пилотный проект ЮНЕСКО Исполнитель проекта, член группы мониторинга 2003.

Белое море Губа Палкина, кут Кандалакшског о залива Пилотные проекты ЮНЕСКО Исполнитель проекта, член группы мониторинга проекта ЮНЕСКО с 1996 по 1998, с 2001 по 2003 г. Беломорск, Выгский рыбозавод То же То же 2001.

Белое море Кандалакшский государственны й природный заповедник Проект «Организация сети взаимодействия» Координатор программ по обучению с 2002 по 2004.

Между народами, населяющими эти регионы, существует интенсивный межкультурный обмен. Указанные связи обусловливают формирование единого макрорегиона с имманентной ему внутренней организацией экологического пространства. По сравнению с остальными европейскими регионами, территория ББМР характеризуется наибольшей степенью сохранности прибрежных экосистем и наибольшей протяженностью береговой линии, то есть наибольшей выраженностью ПЗ.

Антропогенное воздействие на ПЗ ББМР неуклонно возрастает и включает в себя различные виды гидротехнического и прибрежного строительстваприбрежное сельское хозяйствоморское фермерство аквакультуру) — рыболовстволесную промышленностьпроизводство электроэнергиидобычу, разработку и перевозку полезных ископаемых (прежде всего — нефти) — строительство кораблей на кораблестроительных верфяхкаботажное плаваниефункционирование портовтуризм и рекреациявоенно-оборонные мероприятия [7, 9, 12]. Прибрежные воды служат естественным приемником промышленных стоков со значительной части Скандинавского и Кольского полуостровов и Карельского перешейка. Методы же количественного учета, дозирования и лимитизации антропогенного пресса еще только разрабатываются, хотя уже сейчас необходимо давать оценку последствий антропогенного воздействия на экосистемы ПЗ ББМР. Для решения этой проблемы требуется развертывание системы мониторинга в конкретных районах и импактных зонах, испытывающих различные виды антропогенного воздействия.

Работая в крупных относительно однородных акваториях, исследователь сталкивается с необходимостью сбора большого объема фактического материала для выявления существующих статистических закономерностей. Стоимость экспериментальных работ такого рода, равно как и последующей камеральной обработки собранного материала, оказывается чрезвычайно высока. Заманчивой в связи с этим представляется идея поиска количественных взаимосвязей на существенно меньшем материале, который может быть получен в небольших изолированных акваториях («проектных районах»), где величины абиотических параметров варьируют на ограниченной площади [12]. Предъявляемым требованиям отвечают полузамкнутые водоемы — фиорды, заливы, лагуны, губы и др. Хотя такие акватории могут отличаться некоторыми специфическими чертами, в целом их можно рассматривать как естественные модели экосистем ПЗ. Проведение исследований в подобных «проектных районах» с выраженными градиентами среды позволяет получить отклик гидробионтов на максимально различные комбинации средовых параметров. Это — путь к прогностическому моделированию связей между компонентами ППТС.

Методологической базой природопользования является геоэкология -«наука, изучающая необратимые процессы и явления в природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного антропогенного воздействия, а также близкие и отдаленные во времени последствия этих воздействий» [14]. В соответствии с Паспортом специальности ВАК, Геоэкология — междисциплинарное научное направление, объединяющее исследования состава, строения, свойств, процессов, физических и геохимических полей геосфер Земли как среды обитания человека и других организмов. Основной задачей геоэкологии является изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов, их охрана, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешних и будущих поколений людей продуктивной природной среды. К числу важнейших задач геоэкологии обычно относят: исследование источников антропогенного воздействия на экосистемы, их интенсивности и пространственновременного распределенияизучение антропогенной нагрузки на экосистемы, ее нормирование и регулированиеисследование устойчивости экосистем, подвергнутых антропогенному воздействию, и их возможного «отклика» на антропогенные процессыустановление «траекторий поведения» модифицированных экосистем под антропогенной нагрузкойпроектирование равновесных ПТСразработка эффективных и устойчивых методов управления ПТС [7, 14]. В более общем виде задачи геоэкологии формулируются как «изучение взаимодействия географических, биологических и социально-производственных систем» [15]. H.A. Айбулатов называет задачи геоэкологии «оптимизационными» [16]. Практическую направленность и яркую эмоциональную окраску носит определение геоэкологии как науки о компромиссах общества и человека с окружающей средой, то есть о проблемах сохранения необходимой для нормальной и продуктивной жизнедеятельности окружающей среды при ее эффективном использовании для нужд человеческого общества [17].

Соответственно, методологической базой берегопользования является геоэкология шельфа и морских берегов [18], или геоэкология ПЗ. Объект геоэкологии ПЗ — прибрежная геосистема. Под геосистемой вообще понимается совокупность взаимодействующих природных и искусственных объектов, расположенных в пределах однотипного участка географической оболочки и образующих в конкретных общественно-исторических условиях природно-хозяйственный комплекс [с 19 по 21]. Другими словами, геосистему образует набор (серия) различных ПТС, взаимодействующих в пределах экологической системы высокого иерархического ранга. По мнению А. Г. Исаченко, Ю. П. Селиверстова и ряда других специалистов, модель геосистемы охватывает больше связей, чем модель экосистемы, откуда следует вывод, что экосистему нужно рассматривать как систему частную, или парциальную, по отношению к геосистеме [7]. Геосистемагеоцентрическое понятиеналичие в ней жизни — важное, но не единственное специфическое ее качество [22]. Прибрежная геосистема отличается тем, что ее природный компонент образован экосистемой ПЗ [20]. Особенностью выполненной работы, как геоэкологического исследования, является геосистемный подход, оптимизационная направленность, акцент на использование биоэкологических методов. Основные проекты, выполненные по теме диссертации:

1. Интеграция: ФЦП. Грант № 839. Комплексное изучение изменчивости полей абиотических характеристик среды и биоразнообразия экосистем прибрежной зоны Белого моря на примере вершины Кандалакшского залива-РГГМУ, 1997.

2. Развитие обучения и практики в комплексном управлении прибрежной зоной: Проект ТЕМПУС / ТАСИС Т1ЕР-10 814.-РГГМУ, 1999.

3. Разработка стратегии устойчивого развития побережий северных морей России: Грант ЮНЕСКО № 876 237.0. РГГМУ, 1999 — 2000.

4. Интеграция: ФЦП. Грант М 141−05. Серия учебных пособий и мультимедийных курсов по проблемам изучения полярных регионов Земли-1999;2000.

5. Региональный подход к устойчивому развитию береговой зоны северных морей России: Грант ЮНЕСКО — РГГМУ, 2000 — 200.

6. Обобщение данных о природно-климатических условиях региона в районе строительства нефтяного терминала в г. Приморске и разработка предложений по организации экологического мониторинга прилегающей акватории: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 1999.

7. Организация и проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период дноуглубительных работ и строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2000.

8. Проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2001.

9. Обобщение данных о состоянии природной среды в акватории Лужской губы: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2001.

10. Мониторинг проекта устойчивого развития береговой зоны Кандалакшского залива (Белое море): Проект ЮНЕСКО 8 762 602- РГГМУ, 2001.

11. Мониторинг проекта устойчивого развития береговой зоны Северной Курляндии (Латвия): Проект ЮНЕСКО 8 762 792-, 2002.

12. Интеграция науки и высшего образования России на 2002 — 2006 годы: ФЦП // Исследования состояния природной среды в прибрежной зоне северных и северо-западных морей России — РГГМУ совместно с ГНЦ ААНИИ, 2002;2004.

13. Локальный экологический мониторинг при производстве дноуглубительных работ акватории гавани в пос. Стрельна: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2002.

14. Проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО «Ленмориниипроект», ООО «Спецморнефтепорт Приморск» .- РГГМУ, 2002.

15. Комплексные исследования состояния экосистемы Балтийского моря // Мировой океан: ФЦП — РГГМУ совместно с ММБИ и ИО РАН, с 2003 по настоящее время.

16. Программа развития высшей школы Санкт-Петербурга Комитета по науке и высшей школе администрации Санкт-Петербурга на 2002 — 2005 гг. Развитие межвузовской полевой базы практики студентов.-РГГМУ, 2003.

17. Проведение локального экологического мониторинга при дноуглублении акватории угольного терминала в МТП «Усть-Луга»: Заказ ОАО «Ленмориниипроект» .- РГГМУ, 2003.

18. Проведение локального экологического мониторинга при дноуглублении акватории железнодорожного паромного комплекса в МТП «Усть-Луга» Заказ ОАО «Ленмориниипроект» .-РГГМУ, 2003.

19. Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники: НТП. Подпрограмма 207. Экология и рациональное природопользование. Проект 08.01.040. Комплексная экологическая оценка состояния рекреационных акваторий в зонах энерготранспортных потоков — СПб ГПУ, 2003 — 2004.

20. Издание брошюры по распространению опыта комплексного управления прибрежной зоной в Кандалакшском заливе Белого моря: Проект ЮНЕСКО 876 361.3 — РГГМУ, 2004; (на русском и английском языках).

21. Разработка технологии комплексного мониторинга прибрежных экосистем, находящихся под интенсивным антропогенным воздействием, с применением дистанционных и контактных средств измерений: Проект Комитета по науке и высшей школе администрации Санкт-Петербурга-РГГМУ, 2004.

22. Сбор, обработка и анализ данных о состоянии природной среды в районе ООО «Спецморнефтепорт Приморск» и прилегающей акватории: Заказ ОАО «Ленмориниипроект» .- РГГМУ, 2004.

23. Сбор, обработка и анализ данных о состоянии природной среды в районе образования территории и подходных путей к ней к западу от побережья Васильевского острова Санкт-Петербурга: Заказ ОАО «Ленморнии проект».- РГГМУ, 2005.

24. Трансграничное сотрудничество: Проект ТАСИС № 2005/100 731. Инструменты принятия решений по комплексному управлению прибрежной зоной на примере района г. Приморск.-СПб ГПУ, 2003 — 2006. Теоретическая значимость работы.

Разработана концепция ППТС, включающая их классификацию, описание основных характеристик и факторов, влияющих на экологическую опасность / безопасность. Сформированы научно-методические основы геоэкологического мониторинга (ГЭМ) ППТС. Сформировано новое направление ГЭМ — мониторинг ППТС. Предложены методы и критерии оценки состояния геосистем с ППТС, опасности / неопасности антропогенного воздействия на всех стадиях их формирования, функционирования и модернизации. Предложены способы описания взаимодействия природных экосистем и технических объектов в рамках различных ППТС. Сформированы принципы оптимизации формируемых ППТС с точки зрения обеспечения их экологической безопасности. Определены возможные стратегии управления ППТС. Разработаны подходы к устойчивому управлению ППТС и обеспечению их взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении ГЭМ. Оценена возможность консенсуса между различными берегопользователями при разработке стратегии устойчивого развития ПЗ. Оценена эффективность долголетних проектов, реализуемых в ПЗ. Развиты общие методы геоэкологии при формировании ее нового направления — геоэкологии ППТС.

Научная новизна диссертации заключается в формировании нового научного направления — геоэкологии ППТС с теоретико-методологическими основами их геоэкологического мониторинга. На основе уникальных многолетних данных о формировании различных ППТС, их функционировании и модернизации предложены критерии и методы оценки ситуации в трансформируемых геосистемах, опасности / безопасности антропогенного воздействия. Определены изменения устойчивости и неизменность геосистем по данным об изменениях разноообразия биологических сообществ. Оценена скорость возвращения трансформированной геосистемы в исходное состояние после снятия стрессового воздействия. Для разных типов ППТС установлены характеристики нарушений в зависимости от видов и интенсивности антропогенного воздействия. Впервые получены сравнительные оценки опасности / безопасности воздействия технических объектов на различные прибрежные геосистемы при формировании и эксплуатации ППТС. Проведено зонирование ППТС, находящихся на стадии эксплуатации, по степени необходимого внимания при принятии решений по управлению ситуацией в зависимости от уязвимости биологических сообществ. Оценена эффективность долговременных проектов по управлению ПЗ. Приведены результаты практической реализации концепции геоэкологического мониторинга для ряда ППТС Балтийского, Баренцева и Белого морей.

Практическая значимость диссертации состоит в возможности использования ее основных положений для устойчивого управления ППТС. Полученные результаты использованы ОАО «Ленморниипроект» при организации мониторинга строительства и эксплуатации портовых комплексов в Финском заливе Балтийского моря и Кандалакшском заливе Белого моря. Разработки в области планирования включены администрацией муниципального образования Кандалакша в стратегический план развития Кандалакшского района Мурманской области. Методологические разработки используются в учебном процессе в РГГМУ в рамках учебных курсов «Экология Мирового океана», «Общая экология», «Биогеография» и «Аквакультура» и ГОУ Санкт-Петербургский Политехнический университет в курсах «Экология» и «Защита окружающей среды». В целях методического обеспечения читаемых курсов издано пять учебных пособий, в том числе в рамках международного проекта Т1ЕР-10 814−1999 ТЕМПУ С / ТАСИС «Развитие обучения и практики в комплексном управлении прибрежной зоной» [8], проекта М-141−05 ФЦП «Интеграция» «Подготовка серии учебных пособий и мультимедийных курсов по проблемам изучения полярных регионов» [13]. Учебно-методические аспекты работы обобщены в Концепции экологического образования в технических университетах [23]. Результаты ГЭМ ППТС Кандалакшского залива и Финского залива включены в компьютерное учебное пособие «Соаз^еагп», разработанное в результате международного образовательного проекта ЕиСС — Европейского сообщества по охране морских берегов. Методика оценки эффективности долговременных проектов в ПЗ использована при выполнении автором миссий ЮНЕСКО в ПЗ Белого и Балтийского морей [с 24 по 27]. На защиту выносятся:

— концепция ППТС, включающая в себя их классификацию, описание основных характеристик и их изменений в процессе функционирования, методологию планирования, взаимодействия и устойчивого развития;

— научные основы ГЭМ ППТС на этапах формирования, эксплуатации и модернизации;

— результаты практической реализации концепции ГЭМ для ряда ППТС ББМР — в виде сравнительных оценок опасности / безопасности экологической ситуации и возможности управления ею в различных геосистемах на основе анализа комплексной многолетней информации;

— методика сравнительной балльной оценки экологической опасности / безопасности ППТС;

— впервые полученные сравнительные оценки опасности / безопасности воздействия технических объектов на различные прибрежные геосистемы при формировании и эксплуатации ППТС;

— макет «рабочего портфеля» для лиц, принимающих экологически значимые решения по управлению ППТС;

— пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС, включающих объекты энергетики, аквакультуры и портовые комплексы. Личный вклад автора заключается в разработке общей концепции ППТС, научно-методологических основ их ГЭМ и адаптации / апробации теоретических разработок применительно к различным прибрежным геосистемамв создании системы сравнительных оценок ситуации в различных ППТСв доведении научных разработок до практического использования при проведении ГЭМ ППТС. Автор лично проводил все исследования, результаты которых представлены в диссертации (см. таблицу 2). Цели, задачи исследований и научные выводы формулировались автором. Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертации докладывались на 1 — 3 международных конференциях «Освоение шельфа арктических морей России» (Санкт-Петербург, 1993, 1995, 1997) — 1 и 2 международных симпозиумах «Экогидравлика» (Трондхейм, 1994; Квебек, 1996) — 7 и 8 региональных научнопрактических конференциях «Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря (СанктПетербург, 1998; Беломорск / Архангельск, 2001) — 1 — 3 международных семинарах «Рациональное использование прибрежной зоны северных морей» (Кандалакша, 1996, 1998, 1999) — 1 международном семинаре по обучению методам комплексного управления прибрежными зонами (СанктПетербург, 1997) — X Международной конференции по Промысловой океанологии (Санкт-Петербург, 1997) — Международном научнотехническом семинаре «Экологическая безопасность при конструировании морских и речных портов» (СанктПетербург, 1997) — Международном семинаре «Этика для морской среды» (Афины, 1999) — Международной научнопрактической конференции «Экология 21 века: наука, образование, средства массовой информации» (Санкт-Петербург, 2000) — Международной конференции по интеграции комплексного управления прибрежной зоной с морскими науками (Санкт-Петербург, 2000) — 2 международном симпозиуме по биоэтике (Киев, 2002) — Международной конференции «Историческая геоэкология, география и природопользование: новые направления и методы исследования» (Санкт-Петербург, 2002) — 12 международной конференции по промысловой океанологии (Калининград, 2002) — Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие и экологический менеджмент» (Санкт-Петербург, 2005) — 7 Международном экологическом форуме «День Балтийского моря» (Санкт-Петербург, 2006) — Международной научно-исследовательской школе «Прибрежные коммуникации» (Рига, 2006) — итоговых сессиях ученого совета РГГМУ (Санкт-Петербург, 1996, 1997, 2002, 2003, 2006) — расширенных семинарах кафедры Гидротехники Технического университета г. Грац (Австрия), кафедры Промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ и кафедры Экологических основ природопользования ГОУ Санкт-Петербургский Политехнический университет (2005). Публикации.

По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ: 5 монографий, 6 учебных пособий, 2 брошюры, 1 атлас, 27 статей (из них 7 — в реферируемых ВАК изданиях) и 29 тезисов докладов выступлений на научных форумахвсего 55 публикаций — на русском и 15 — на английском языке. Получено одно авторское свидетельство. Структура и объем работы.

Диссертация состоит из Введения, 5 глав, включающих 15 подразделов, заключения, списка литературы. Рукопись содержит 293 страницы текста, 42 рисунка и 38 таблиц.

Список литературы

включает 178 наименований, в том числе 35 — на иностранных языках. Благодарности.

Выводы по главе 5.

— Проанализировано взаимодействие берегопользователей, представляющих разные ППТС, при освоении ресурсов ПЗ. Построена матрица воздействия на прибрежную геосистему различных берегопользователей, позволяющая планировать устойчивое развитие ПЗ.

— На основе данных мониторинга «экологического мышления» отобранной группы экспертов определены возможные ключевые факторы выбора стратегии берегопользования («развитие без разрушения», «ресурсопотребление», «самореализация», «ограничение без развития», «здравый смысл», «мелиорация», «экологическая экономика», «фатализм»). Выделены общие для всех факторов положения и позиции, которые могут быть использованы для выработки консенсуса при организации взаимодействия ППТС.

— Определены практически важные принципы, уровни, этапы планирования и реализации планов развития ППТС.

— Предложены и апробированы на практике критерии оценки эффективности долголетних проектов, направленных на обеспечение устойчивого взаимодействия ППТС и берегопользоватеоей в ПЗ.

— Определены роль и место геоэкологического мониторинга в системе устойчивого управления ППТС на современном этапе развития научного берегопользования.

— Практический опыт геоэкологическрого мониторинга обобщен в Пакете инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.

— Разработан макет «Рабочего портфеля» для лиц, принимающих экологически значимые решения по управлению ППТС.

— Составлен пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.

Заключение

а) Разработана концепция геоэкологического мониторинга ППТС как системы сбора и анализа информации для оценки и прогнозирования экологической ситуации, формирующейся в прибрежной геосистеме в результате взаимодействия технического объекта с природной средой, на основе использования показателей изменения состояния биологических сообществ. б) Разработана методология оценки экологической опасности / безопасности ППТС на основе определения характеристик воздействия на прибрежную геосистему в категориях пространства, времени и интенсивности. Для оценки интенсивности воздействия предложена индексация изменения состояния прибрежных биологических сообществ по количественным показателям (численность, биомасса, видовое разнообразие) с использованием 6-балльной шкалы оценок. Предложены и апробированы подходы к оценке и прогнозированию экологической ситуации в ППТС:

1) на основе биоэкологического анализа отклика индикаторных видов на основные факторы среды;

2) путем составления карт распределения экологической чувствительности прибрежных биологических сообществ по отношению к возможным антропогенным воздействиям с использованием ГИС-технологий;

3) на основе учета показателей «изменения устойчивости» и «неизменности экосистем» и динамики показателей видового разнообразия прибрежных биологических сообществ;

4) с помощью составления «дерева проблем» и «дерева решений экологических проблем», возникающих при формировании ППТС. в) Выполнены оценки экологической опасности / безопасности для трех основных типов ППТС Баренц-Балтийского макрорегионавключающих в себя объекты портово-транспортной инфраструктуры, энергетики и аквакультуры. Аргументирована необходимость организации и проведения геоэкологического мониторинга для получения информационной поддержки принятия решений по формированию, эксплуатации и модернизации ППТС. Осуществлен сравнительный анализ экологической ситуации в трех ППТС с морскими портовыми комплексами — Усть-Лужской, Приморской и Кандалакшской — на этапах их формирования, функционирования и модернизации. На примере Кислогубской ПЭС прослежена динамика изменения экологической ситуации на различных этапах формирования ППТС с энергетическим объектом. Выполнена сравнительная оценка экологической опасности / безопасности различных ППТС с рыбоводными садками. г) Оценена возможная скорость восстановления биологических сообществ, затронутых стрессовым антропогенным воздействием, что позволяет планировать и внедрять устойчивые режимы эксплуатации ППТС. д) Предложены пути оптимизации ППТС и повышения их экологической безопасности в целях устойчивого развития прибрежной зоны на основе учета информации, получаемой в ходе геоэкологического мониторинга:

1) действующих экологических факторов (как природных, так и антропогенно трансформированных);

2) установленных особенностей пространственно-временного распределения показателей состояния биоты;

3) выделенных зон необходимого внимания (умеренного, концентрированного или повышенного) при принятии экологически значимых решений;

4) возможности выбора оптимального (безопасного) режима эксплуатации ППТС. е) Проанализированы возможные стратегии использования прибрежной зоны и формирования различных ППТС, обусловленные различными типами экологического мышления берегопользователей. Разработаны принципы обеспечения взаимодействия различных ППТС на основе консенсуса при принятии решений. Показана роль экологического образования и просвещения в обеспечении устойчивого развития прибрежной зоны. ж) Определена роль геоэкологическогго мониторинга как необходимого компонента процесса планирования ППТС. Предложены и апробированы критерии эффективности долговременных проектов, направленных на устойчивое развитие прибрежной зоны. и) Проведена этапизация освоения прибрежной зоны Баренц-Балтийского макрорегиона. Выделены три основных этапа развития концепции ППТС и их мониторинга в системе управления прибрежной зоной. В качестве основных характеристик современного этапа отмечены взаимодействие ППТС по типу «симбиоза" — достижение консенсуса при принятии решенийсинтез «формального» и «неформального» знания для научного обеспечения ГЭМ. к) Для оптимизации процесса принятия решений по управлению ППТС разработан «Макет рабочего портфеля ЛПР», содержащий практические рекомендации по организации ГЭМ ППТС. л) Составлен пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.