Требования, предъявляемые к экологическому мониторингу

Содержание первого этапа экологического мониторинга — получение характеристик (портретов) экосистемы, экологических регламентов, норм состояния и оценки состояния экосистемы в целом на основе сопоставления норм состояния и портретов экосистемы. Содержание второго этапа — прогноз функционирования экосистемы до и после воздействия, получение антропогенно трансформированных образов экосистемы после воздействия, получение нормы воздействия и оценка воздействия на экосистему на основе сопоставления норм воздействия и прогнозных портретов.

При изучении экосистем исследователи сталкиваются с тремя крупными проблемами:

• 1) необходимость организации мониторинга, предусматривающего получение временных и пространственных рядов синхронных наблюдений с широким комплексом физических, химических и биологических показателей;
• 2) потребность в организации специальных экспериментов для определения интенсивности обменных процессов между биотическими, а также между биотическими и абиотическими компонентами экосистемы;
• 3) потребность в получении отклика на внешнее воздействие на экосистемном уровне (для экосистемы в целом и для разных ситуаций природопользования) .

Понятно, что совместное решение этих проблем доступно только крупным научным коллективам, обладающим современной экспериментальной базой. Но даже в таком случае говорить об организации широкомасштабных экологических исследований суши и акваторий, по-видимому, пока преждевременно.

В настоящее время экологический мониторинг и экспериментальное изучение обменных процессов удается организовать лишь для небольших по масштабам водных бассейнов: прудов, водохранилищ, озер, устьевых зон рек, т. е. районов, экономически доступных для комплексных натурных наблюдений.

Натурная информация о характеристике функционирования экосистем должна представлять собой пространственные и временные ряды синхронных наблюдений за целым комплексом метеорологических и гидрологических, геои гидрохимических, а также биологических характеристик и «откликов» на разные «дозы» воздействия на экосистему. Объем этой информации должен быть достаточным:

• • для получения оценок состояния экосистемы на основе расчета сводных показателей состояния, качества, устойчивости, экологического благополучия, экологической ценности;
• • получения репрезентативных оценок биотического и абиотического балансов вещества в экосистеме;
• • подготовки начальных условий задачи моделирования экосистемы;
• • оценки исходного состояния экосистемы до воздействия на основе экологической модели;
• • идентификации модели, сводящейся к покомпонентному сопоставлению результатов моделирования с натурными данными и коррекции параметров модели для достижения наилучшего совпадения результатов расчета и наблюдений;
• • верификации модели или оценки качества работы модели на независимом натурном материале;
• • оценки масштабов и тенденции изменения антропогенного воздействия на экосистему;
• • оценки состояния экосистемы после воздействия на основе экспериментов с экологической моделью.

Идеальную по полноте информацию об экосистеме можно представить в виде непрерывных рядов наблюдений за биологическими объектами и экологическими факторами, влияющими на их жизнь. Они должны выполняться на репрезентативных стандартных точках (станциях), расположение которых учитывает региональные особенности функционирования экосистемы. Компонентный состав наблюдений на этих точках (станциях) должен быть достаточно обширным и включать прежде всего наблюдения за биомассой и концентрацией всех или большинства регламентируемых, нормируемых (моделируемых) биологических и абиотических параметров и внешних воздействий на экосистему. Таким образом, важнейшая задача планирования системных натурных исследований — определение мест расположения точек и периодичности выполнения наблюдений на них, с тем чтобы собранные на них материалы были репрезентативными и в наиболее полной мере охватывали пространственно-временную изменчивость компонентов экосистемы.

Вряд ли можно указать, по крайней мере, на современном этапе развития экологических исследований задачу более сложную и противоречивую по своей сущности. Действительно, научно обоснованный с точки зрения репрезентативности выбор координат расположения точек и времени выполнения наблюдений еще и дополнительно осложняется в условиях зачастую периодически изменяющихся физико-географических и климатических условий, а также при внешнем воздействии. Предлагаемое авторами решение данной проблемы приводится в следующем подразделе.