Что такое геоэкология. Гравитационные, вызванные статическими нагрузками. На состояние геологической среды, в частности на направление и скорость протекания ней процессов, оказывает большое влияние ряд внешних, по отношению к ней, факторов. Характер и мас
ГЕОЭКОЛОГИЯ (от гео..., греческий ο?κος - жилище, дом и...логия), междисциплинарное научное направление, изучающее пространственно-временные закономерности взаимодействия природы и общества, объединяющее теоретические и прикладные исследования в области наук о Земле (географии, геологии, физики атмосферы, физики Земли, геохимии и др.) и живой природе (биология) на основе эколого-географического (геоэкологического) подхода. Геоэкология формирует научные основы рационального природопользования и охраны природы, не являясь их синонимом.
Термин «геоэкология» введён немецким физикогеографом К. Троллем (1966). Становление геоэкологии в России шло по мере развития экологического направления в географии, выделенного в 1950-х годах В. Н. Сукачёвым, В. Б. Сочавой и И. П. Герасимовым, которые развивали идеи В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Г. И. Танфильева, Г. Н. Высоцкого, Г. Ф. Морозова о необходимости синтеза подходов экологии, ладшафтоведения, фитоценологии и других наук для объяснения закономерностей взаимодействия экосистем, косной природы и роли человека в необратимой трансформации природной среды. Исследования в этой сфере продолжены Б. В. Виноградовым (1998), С. П. Горшковым (1998), А. А. Чибилевым (1998), Г. Н. Голубевым (1999), И. Е. Тимашевым (2000), А. Г. Исаченко (2001), К. С. Лосевым (2001), Ю. Г. Пузаченко (2001), Б. И. Кочуровым (2003), Н. Н. Родзевичем (2003), М. П. Петровым (2004), А. А. Тишковым (2005)и др.
Теоретические предпосылки развития геоэкологии закладывались в географии на основе комплексного анализа исследования разнообразных аспектов взаимодействия человека и природы, оценки экологического состояния территорий и выявления острых экологических ситуаций. Широкое использование геоэкологии картографических методов и аэрокосмической информации позволяют геоэкологии активно внедрять в теорию и практику геоинформационные технологии и другие средства упорядочивания эколого-географической информации, полученной в пределах искусственных (политических, административных), природных (ландшафтных, бассейновых) границ. Геоэкологические исследования любой территории опираются на её ландшафтную структуру, ландшафтное районирование и картографирование (А. Г. Исаченко, 2001). По Б. В. Виноградову, структура геоэкологии включает: функциональную геоэкологию, изучающую взаимосвязи компонентов геосистем по вертикали - от геологического строения до верхней тропосферы; хорологическую геоэкологию, выявляющую пространственные закономерности и структуры разного уровня (локальный, региональный, глобальный) и определяющую роль различных факторов в формировании их разнообразия; динамическую геоэкологию, описывающую временные изменения геосистем (суточные, сезонные, годичные, многолетние, в том числе циклические и направленные) разного иерархического уровня, что позволяет прогнозировать их состояние в целом, изменение отдельных элементов и параметров; прикладную геоэкологию, очерчивающую области практического применения результатов исследований, в первую очередь в экологическом мониторинге, индикации состояния геосистем и экодиагностике, геоэкологическом картографировании, реабилитации нарушенных земель, в организации территориальной охраны природы и тому подобное.
За рубежом геоэкология наиболее развита в Германии, где рассматривается как ландшафтная экология (К. Тролль) - «наука о природных комплексах, обусловленных взаимоотношениями между живыми существами и их средой в данной части ландшафта», её развитие связано также с именами Г. Вальтера, Й. Шмитхюзена. Национальные школы геоэкологии развиваются также в Чехии (М. Ружичка), Франции (М. Гордон, Ж. Лонг), Нидерландах (И. Зонневелд, А. Винк). В США геоэкология, или географическая экология, оформлялась в самостоятельную науку в рамках экологии, то есть в системе биологических наук, но в целом также базировалась на методологии ландшафтной экологии.
В геологии использование термина «геоэкология» имеет другие аспекты: В. И. Осипов определяет геоэкологию как междисциплинарный комплекс знаний об абиотических геосферных оболочках Земли (верхняя часть литосферы; педосфера, или почвенный слой; приземные слои атмосферы; поверхностные воды, являющиеся минеральной основой биосферы) как компонентах окружающей среды и их изменениях под влиянием природных и антропогенных факторов. В качестве общенаучного метода, применяемого в геоэкологии, рассматривается системный анализ, лежащий в основе всеобщей связи процессов, происходящих на различных структурных и вещественных уровнях изучаемых явлений и образований. Специфический метод геоэкологии, отличающий её от известных наук о Земле, - экологический подход, базирующийся на изучении геосферных оболочек и происходящих в них процессах с точки зрения влияния на живую природу. Геоэкология рассматривается также как отрасль знаний, исследующая экологические аспекты геологии по аналогии с другими науками геологического цикла - геохимией, геофизикой, геодинамикой (Л. Л. Прозоров); к этому пониманию геоэкологии близка так называемая экологическая геология, изучающая экологические функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин (В. Т. Трофимов, В.А. Королёв и др.).
Лит.: Тролль К. Ландшафтная экология (геоэкология) и биогеоцеиология: терминологическое исследование // Изв. Академии Наук СССР. Сер. географическая. 1972. № 3; MacArthur R. Н. Geographical ecology: pattern in the distribution of species. 2nd ed. Princeton, 1984; Герасимов И. П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира. М., 1985; Forman R., Gordon М. Landscape ecology. N. Y., 1986; Королев В. А. Современные проблемы экологической геологии // Соровский образовательный журнал. 1996. № 4; Осипов В. И. Геоэкология: понятие, задачи, приоритеты // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1997. № 1; Виноградов Б. В. Основы ландшафтной экологии. М., 1998; Горшков С. П. Концептуальные основы геоэкологии. Смоленск, 1998; Чибилев А.А. Введение в геоэкологию. Екатеринбург, 1998; Исаченко А. Г. Введение в экологическую географию. СПб., 2003; Кочуров Б. И. Экодиагностика и сбалансированное развитие. Смоленск, 2003; Родзевич Н. Н. Геоэкология и природопользование. М., 2003; Петров К. М. Геоэкология. СПб., 2004; Карлович И. А. Геоэкология. М., 2005; Тишков А. А. Биосферные функции природных экосистем России. М., 2005; Голубев Г. Н. Геоэкология. 2-е изд. М., 2006.
А. А. Тишков; В. И. Осипов (геология).
– направление науки, которое изучает взаимодействие человека и среды обитания, но данное определение не сразу было сформировано. Термин «геоэкология » впервые был введен в географию в 1966 году, и сделал это немецкий ученый К. Тролль.
А отдельное существование науки – геоэкология ведет отсчет с начала девяностых годов 20-го века. Несмотря на отсутствие общепринятого четкого определения этого термина, все вариации формулировки – геоэкология сводятся к негативному влиянию антропогенных воздействий на окружающую природную среду.
Понятие «геоэкология » включает в себя большое количество разнообразных научных направлений и практических проблем. Это связано с тем, что геоэкология рассматривает различные аспекты взаимодействия природы и общества и из множества направлений можно выделить два основных:
- , как экология геологической среды. Такой подход позволяет изучать закономерность связей геологической среды с ее природными составляющими – атмосферой, биосферой, гидросферой, а также оценивать влияние разнообразной деятельности человека. Данное направление рассматривается с точки зрения биологии, геологии, геохимии, экологии.
- , как наука, которая изучает взаимодействие систем: биологических, географических, социально-производственных. Это направление геоэкологии рассматривает вопросы природопользования, взаимоотношения человека и природы в виде симбиоза географии и экологии.
Задача геоэкологии состоит в нахождении приемлемого и разумного компромисса для категорий, постоянно находящихся в противоречии, как природа, население, производство.
Проблемы геоэкологии
Глобальные геоэкологические проблемы являются следствием изменения внешнего облика Земли активной деятельностью человека. Современный период характеризуется значительной интенсивностью человеческого воздействия, если оценивать масштаб и глубину изменений ландшафтов и природных компонентов. Влияние человека на природу и процессы, протекающие в ней, ландшафты проявляется в перемещении огромных масс, нарушении тепло- и водного режима окружающих территорий, миграции химических элементов и биологического равновесия. К примеру, из недр Земли ежегодно добываются сотни миллиардов тонн пород, атмосфера теряет 16 миллиардов тонн кислорода, хозяйственные и бытовые нужды требуют более 3,5 тысяч кубометров воды, производится биопродуктов более 9 млрд. тонн.
Вот некоторые факты геоэкологии за 2012 год:
Устрашающие
- Ежечасно на 9100 человек увеличивается население земли, что требует значительных сырьевых ресурсов.
- Интенсивное развитие сельского хозяйства привело к вырубке 80% площадей тропических лесов всей планеты.
- Более 43% поверхности Земли, свободной ото льда, преобразовалось вследствие антропогенной деятельности (строительство, промышленность, сельское хозяйство и др.).
- Межправительственный комитет, изучающий климатические изменения, прогнозирует, что к 2030 году более 3,9 миллиарда жителей планеты будет испытывать острый недостаток в воде, а к наступлению 2050 года их количество превысит 2/3 населения Земли.
- За сорок последних лет численность популяций позвоночных животных снизилась почти на треть. Такие пугающие цифры стали результатом изучения численности чуть более 9000 популяций 2688 видов птиц, рыб, млекопитающих, рептилий, амфибий.
- Водные ресурсы во всем мире активно используются человеком. А из 177 рек, протяженность которых более 1000 километров, только одна треть не испорчена гидротехническими сооружениями.
- Сотрудники организации Экономического Сотрудничества в своем докладе отметили, что к 2050 году большую часть энергии (85%) человечество будет получать из ископаемых видов топлива, а выбросы парниковых газов по объемам вырастут на 50%.
- Россия в мировом рейтинге по сжиганию попутного газа и нерационального использования ресурсов природы обогнала даже Нигерию. Доля России составляет треть ежегодного сжигания попутного природного газа. Это около 15 миллиардов кубических метров, на 20 миллиардов долларов США.
- С 1970 года площадь, которая покрыта арктическими льдами, каждое десятилетие снижалась на 13%.
- Потсдамский институт опубликовал данные, что ежегодное поднятие уровня Мирового океана, согласно исследованиям, составляет 3,2 миллиметра.
Обнадеживающие
- Возобновляемые источники энергии в Шотландии дают третью часть от необходимой стране энергии.
- К 2027 году Европейский союз, активно развивая направление альтернативной энергетики, планирует довести долю вырабатываемой энергии из альтернативных источников до 20%.
- Российский Север представляет собой нетронутую заповедную территорию и пока продолжает оставаться «всемирным экологическим заповедником» и «цивилизационным запасником». Антропогенное изменение территории Севера по площади составляет от 3 до 10%.
- Специалист университета Вермонта Аустин Трой установил взаимосвязь площади зеленых насаждений и преступности в городе Балтимор. Исследование выявило, что увеличение площади озелененных городских районов на 12% приводит к уменьшению преступности.
Обнадеживающие и устрашающие данные далеко не полные, и, наверное, нет смысла перечислять весь перечень негативных факторов влияния человека на экологию. Гораздо важнее для будущих поколений второй список, который может доказать жителям планеты, что время безоглядного, стихийного использования ресурсов планеты уже прошло. Природопользование возможно осуществлять с применением научных методов геоэкологии , учитывая сложные процессы, которые происходят в природной среде без участия, или при участии человека. Поскольку мы являемся составляющей частью природы и все сильнее воздействуем на нее, рациональное использование и охрана природных ресурсов – актуальное природоохранное направление.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ ГЕОЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ
Термин «геоэкология» более 80 лет используется в экологии, географии, геологии для обозначения области междисциплинарных знаний. Однако его универсальное, общепризнанное определение пока отсутствует.
Пристальный интерес к этой науке со стороны исследователей разных научных направлений, широкий охват проблем предопределяют некоторые разногласия в понимании содержания этого научного направления.
Обратимся к этимологии термина «геоэкология», которая, на наш взгляд, достаточно подробно рассмотрена в учебнике Г.Н. Голубева (2006). Слово «геоэкология» состоит из трех корней греческого происхождения.
Корень «гео» происходит от греческого «Гага», имени греческой богини Земли Геи, традиционно охватывает науки о Земле, подчеркивая их единство и взаимозависимость, и при этом ставит на первое место Землю в целом, обусловливая необходимость понимания, прежде всего, общеземных, глобальных процессов, а затем уже, на этой базе, явлений более низкого иерархического уровня, относящихся к отдельным регионам и местностям.
Корень «эко» происходит от греческого «oiKoq» (ойкос), т.е. «дом». И означает, что в рамках геоэкологии Земля рассматривается как дом для живых существ разных уровней: видов, их комбинаций, складывающихся в экосистемы, биомов как крупных пространственных биологических систем и всей совокупности живого вещества Земли. Отсюда вытекает определение основной задачи геоэкологии: исследование Земли как системы, с первоочередным вниманием к глобальным (общемировым) вопросам. И в такой постановке неизбежным оказывается пересечение в рамках геоэкологии сфер интересов как естественных, так и общественных наук.
Корень «гео» отождествляет неживую природу, в то время как корень «эко» обозначает ее живую часть. В этом сочетании комбинация «геоэко» отражает единство неживой и живой природы.
Корень «лог» происходит от греческого «Хоуос,» (логос) - слово, учение и является частью сложных слов, означающей науку, знание, учение. Этот корень используется достаточно широко для обозначения названия наук как естественного, так и общественного цикла, например геология, биология, филология, социология и т.п.
Таким образом, исходя из этимологии термина, геоэкология - это наука о единстве живой и неживой природы или, иными словами, наука о доме под названием «Земля».
Если рассматривать значение слов, входящих в состав рассматриваемого термина «геоэкология», то первоначально предложенный Эрнестом Геккелем в 1866 г. термин «экология» означал познание «экономики природы», одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды. Под экологией понималась наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые как условия борьбы видов за существование, а также представляющая собой раздел биологии, исследующий взаимозависимости между живыми существами и их окружением. Современное же понимание экологии несколько шире.
Первым ученым, употребившим собственно термин «геоэкология», был немецкий географ К. Тролль, который понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экосистем. По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» как раздел географии являются синонимами.
Тролль Карл -Troll Carl (1899-1975). Немецкий физико- географ, с 1930 г. профессор колониальной и «заморской» географии Берлинского университета, с 1938 г. профессор географии и директор Географического института Боннского университета (в 1960-1961 гг. ректор университета). Президент Международного географического союза (1960- 1964 гг.). Участвовал (с 1926 г.) в экспедициях в горные районы Северной и Южной Америки, Африки, Центральной Азии. Основные труды по изучению рельефа, климата, растительности и их взаимосвязей, особенно в горных и тропических странах, а также по проблемам экологии ландшафтов. Основатель ландшафтной экологии (1939 г.), или геоэкологии (1968 г.), как учения о взаимодействии рельефа, климата, растительности и человеческого общества.
В период экологического «алармизма», начавшегося с 1950-х гг., все проблемы взаимодействия технически вооруженного человечества с окружающей средой стали относить к области экологии. Однако термином «экология», с одной стороны, стали обозначать научное направление, предложенное Э. Геккелем, а с другой - науку о взаимодействии общества и природы. В отношении второй его функции было крайне неверно относить экологию к биологической области знаний, поскольку научные корни так называемой большой экологии преимущественно формировались за пределами биологии. В связи с этим назрела необходимость обозначения нового научного направления и определения его отличия собственно от экологии, как раздела биологии. Достаточно активно подобный процесс начал происходить в конце 60-х годов XX в., когда и началось активное употребление термина «геоэкология».
В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970-х гг., после упоминания его известным советским географом В. Б. Сочавой, который определил геоэкологию как науку о состоянии геологической среды и всех ее компонентов, о происходящих в ней процессах, активизация которых может отражаться (в том числе и негативно) на состоянии других геосфер Земли. В таком понимании содержание геоэкологии принципиально отличалось от введенного К. Троллем и по существу представляло собой новую геологическую науку. Однако В.Б. Сочаве не суждено было в дальнейшем развить это научное направление.
Виктор Борисович Сочдва (1905-1978). Русский географ, геоботаник и ландшафтовед, академик АН СССР. Работал в Биологическом музее, Ботаническом институте АН СССР, Арктическом институте (г. Ленинград). В 1938-1958 гг. - преподаватель (с 1944 г. - профессор) ЛГУ, в 1959-1976 гг. -директор Института географии Сибири и Дальнего Востока СО АН СССР (Иркутск), в 1976-1978 гг. - старший научный сотрудник-консультант этого института.
Основоположник Сибирской географической школы, создатель нового направления в географической науке - учения о геосистемах. Выделил топологический, региональный и планетарный масштабы геосистем и создал их дробную иерархическую классификацию. Его имя носит институт географии Сибирского отделения РАН в г. Иркутске.
И все же, учитывая насущную необходимость появления подобной науки и отчасти благодаря усилиям ученого-энциклопедиста Н.Ф. Рей- мерса, термин «геоэкология» стал утверждаться особенно быстро в 80-90-х годах прошлого века. Н. Ф. Реймерс предложил классическую экологию называть «биоэкологией», для того чтобы отличать ее от социальной экологии и геоэкологии. Геоэкология, по мнению Н.Ф. Реймерса, представляет собой раздел экологии, исследующий экосистемы (геосистемы) высоких иерархических уровней - до биосферы включительно.
В последней четверти XX в. термин стал широко использоваться почти во всех естественных науках, потерял свою четкость и стал термином «свободного пользования». Термин «геоэкология» с 1980-х гг.
появился в названиях некоторых кафедр и даже факультетов российских вузов, на обложках книг, журналов, а также в названиях лекционных курсов. Считается, что как отдельная наука геоэкология окончательно сложилась в начале 90-х годов XX в.
За время, прошедшее с начала становления данного научного направления, к определению его содержания обращалось достаточно большое количество видных ученых. Однако смысл слова «геоэкология» все еще трактуется по-разному. На сегодняшний день наиболее полный анализ становления понятийной базы этого научного направления сделан в работах В.Т. Трофимова. В свое время (2009) были обозначены так называемые «парадоксы» этой новой динамично развивающейся науки, которые в упрощенном виде сводятся к шести простым позициям, таким как:
- 1) «многоликость» понимания содержания термина;
- 2) «многоликость» понимания структуры как науки;
- 3) отсутствие четко определенных теоретических задач;
- 4) неоднозначное отношение к необходимости оценки состояния биоты;
- 5) неоднозначное отношение к необходимости изучения воздействия природных и антропогенных факторов;
- 6) неразработанность вопроса о междисциплинарном характере науки.
Начиная с последнего из перечисленных «парадоксов», охарактеризуем нынешнее положение в области развития геоэкологии как науки. В настоящее время уже ни у кого не вызывает сомнения, что геоэкология является междисциплинарной наукой. В становлении этого научного направления определенный приоритет имели география и геология. Является также общепризнанным, что на сегодняшний день обособленное исследование явлений и процессов природы с позиции отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным.
Кроме того, следует отметить, что поскольку в геоэкологии как комплексной междисциплинарной науке рассматриваются экологические последствия влияния процессов, происходящих в геосферах Земли, на состояние живых организмов (что дает, по сути, ответ на четвертый из перечисленных выше «парадоксов»), населяющих нашу планету, то, рассматривая взаимное влияние процессов в геосферах Земли на существование человека как одного из представителей живых существ на планете, геоэкология не может полностью исключать из своего рассмотрения социально-экономические аспекты этого влияния.
В целом геоэкология во многом по-другому начинает раскрывать известные ранее законы природы и подошла к открытию новых. Тем самым она оказывает мощное воздействие на развитие общества. Без сомнения геоэкологию можно отнести к числу наиболее важных областей знания, призванных обеспечить выживание человечества. И недаром в своих трудах один из видных ученых-современников, С.П. Горшков (2001), отмечал, что геоэкология становится одной из главных наук XXI в.
Последовательное раскрытие остальных позиций, связанных с обозначенными В.Т. Трофимовым «парадоксами» современной геоэкологии, будет дано в последующем изложении материала настоящего учебного пособия.
Рассмотрим основные современные трактовки содержания геоэкологии как науки, предложенные разными авторами.
Так, по мнению В.И. Осипова (1997), геоэкология - это наука, изучающая геосферные оболочки Земли как компоненты окружающей среды и минеральную основу биосферы и происходящие в них изменения под влиянием природных и техногенных факторов, а также неорганическое вещество биосферы и происходящие в нем изменения. Живое вещество (в том числе и человек) не является объектом ее исследования. С последним утверждением нельзя полностью согласиться, поскольку без рассмотрения влияния изменений, происходящих в неорганическом веществе биосферы геоэкология теряет свою экологическую направленность и превращается в традиционную науку о Земле. Однако собственно живое вещество вполне справедливо не является объектом изучения геоэкологии. Влияние процессов в неорганическом веществе раскрывается через предмет геоэкологии. Именно система знаний о влиянии (на первых стадиях элементарная оценка влияния) этих процессов на живые организмы должна стать предметом изучения геоэкологии.
В.Т. Трофимовым (2002) геоэкология трактуется как междисциплинарная наука, изучающая экологические функции абиотических сфер Земли, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и прежде всего - человека. Данное определение весьма удачно отражает все аспекты в содержании понятия геоэкологии, но зачастую представляется сложным для понимания студентами. Основную трудность представляет объем понятия, вкладываемого в представление об «экологических функциях абиотических сфер». Однако это определение может быть взято за основу и по мере развития геоэкологии должно стать главным.
Г.Н. Голубевым (2006) геоэкология определялась как междисциплинарное научное направление, изучающее систему взаимосвязанных геосфер Земли в процессе их интеграции с обществом. Такая трактовка содержания геоэкологии, к сожалению, не снимает обозначенных выше, в формулировке В.Т. Трофимова, «парадоксов» этой науки, поскольку не раскрывает позиции, связанные с необходимостью рассмотрения влияния процессов, происходящих в геосферах Земли, на ю
живое и необходимость изучения воздействия как антропогенных, так и природных факторов.
В формулировке Высшей аттестационной комиссии при Минобрнауки Российской Федерации (формула научной специальности «Геоэкология» - 25.00.36) (http://vak.ed.gov.ru) геоэкология - это междисциплинарное научное направление, объединяющее исследования состава, строения, свойств, процессов, физических и геохимических полей геосфер Земли как среды обитания человека и других организмов. В раскрытии содержания этой специальности указывается, что геоэкология ориентирует исследователей:
- на изучение биологически значимых природных и антропогенных изменений в природной среде;
- изучение сложных природных процессов, протекающих при различных антропогенных воздействиях;
- выявление предельных антропогенных нагрузок на природные системы.
И подобная трактовка вполне удовлетворяет современным представлениям о содержании геоэкологии как науки. Кроме того, позиции, раскрывающие содержание дисциплины, могут рассматриваться как задачи этой науки, с одной оговоркой: в последних двух позициях нет необходимости уточнять, что рассмотрение ведется лишь антропогенных воздействий и нагрузок (выделены курсивом).
Геоэкология - междисциплинарная отрасль знаний, рассматривающая экологические последствия природных и антропогенных процессов, происходящих в геосферах Земли.
Безусловно, что по мере развития геоэкологии определение этой науки будет совершенствоваться.
Следует также отметить, что геоэкология появилась, когда деятельность человека стала существенным фактором преобразования Земли. Она основывается на глобальном, общемировом подходе, но на этой основе не меньшее значение имеют проблемы регионального и локального характера.
Говоря о содержании и основных атрибутах геоэкологии как науки, а именно об объекте и предмете ее изучения, следует подчеркнуть, что, по мнению большинства исследователей, эта наука имеет дело не с Землей в целом, а лишь с относительно тонкой поверхностной оболочкой, где пересекаются геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера и биосфера) и где живет и действует человек. По отношению к этой комплексной оболочке Г. Н. Голубевым был предложен термин «экосфера», который наиболее точно отражает ее сущность. Однако этот термин не является общепринятым. Экосфера, по определению Г.Н. Голубева, представляет собой всемирную область интеграции геосфер и общества. По мнению этого автора, экосфера является объектом изучения в геоэкологии.
Наряду с понятием «экосфера» существует еще несколько подобных понятий, употребляемых в литературе. Как правило, они плохо определены, и границы между ними нечетки. Это такие понятия, как «окружающая среда», «природная среда», «геологическая среда», «географическая оболочка», «биосфера», «социобиотехносфера» и др. Рассмотрим кратко содержание и соотношение этих понятий, сравнивая их с термином «экосфера», для того чтобы в дальнейшем определить объект изучения геоэкологии как науки.
Термин «окружающая среда» употребляется чаще других подобных понятий. Он возник в русском языке для обозначения понятий, отражающих новые для науки междисциплинарные области знания, касающиеся взаимоотношений человека с окружающей его средой. Ему соответствуют: «environment» по-английски и по-французски, «umwelt» по-немецки, «medio ambiente» по-испански, «ambiente» по- итальянски. Часто возникает необходимость образовать прилагательное от словосочетания «окружающая среда». В русском языке термину «окружающая среда» и термину «экология» соответствует прилагательное «экологический». Это создает определенную путаницу в понятиях. В английском языке ситуация несколько иная: слову «environment» соответствует прилагательное «environmental», отличающееся по смыслу от слова «ecological», происходящего от «ecology». Термин «окружающая среда» подчеркивает взаимоотношения общества с окружающей его природой. Экологические проблемы в понятии «окружающая среда» носят все же локальный характер, а из них уже выстраиваются глобальные проблемы. Кроме того, в термине «окружающая среда» ярко выражены интересы, ориентированные на человека. Часто даже говорят и пишут «окружающая человека среда». Таким образом, понятие «окружающая среда» антропоцен- трично, т.е. оно ставит в центр нашего мира человека, забывая о том, что человек это часть природы.
Если представить окружающую среду в виде двух основных компонентов, естественного и общественного, то термин «природная среда» относится к первому, т.е. «природная среда» является частью окружающей. И для этого термина справедливы все те же замечания, высказанные в отношении термина «окружающая среда».
Под широко используемым в географии термином «географическая оболочка» понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где ее составные части - верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера), гидросфера и биосфера, а также антропосфера - проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии, между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией. Предложенный Г.Н. Голубевым термин «экосфера» представляет собой общемировую область интеграции природы и общества и отличается от понятия «географическая оболочка», в котором на первое место все же ставится взаимосвязь и взаимодействие различных природных сфер, или геосфер (атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы).
Термин «геологическая среда», введенный Е.М. Сергеевым (1979) и чаще употребляемый в геологии, отражает интерес и вовлеченность этой науки в геоэкологические проблемы, особенно в проблемы взаимодействия верхних горизонтов литосферы и деятельности человека. Геологическая среда - верхняя часть литосферы, которая рассматривается как многокомпонентная динамичная система, находящаяся под воздействием инженерной деятельности человека, и которая, в свою очередь, в известной степени определяет эту деятельность. Очевидно, что геологическая среда представляет лишь одну из частей объекта изучения геоэкологии как науки.
В литературе, особенно в публицистической и научно-популярной, часто используется понятие «биосфера» в приложении ко всей совокупности природных явлений и процессов, взаимодействующих с обществом. Биосфера - это оболочка Земли, заселенная живыми организмами и преобразованная ими. Она включает почти всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть земной коры. Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов. Термин «биосфера» ближе всего соответствует понятию «природная среда». Данный термин получил широкое распространение благодаря трудам В.И. Вернадского, который, используя его, справедливо подчеркивал исключительную роль живого вещества в формировании и функционировании Земли как системы. Однако в этом термине в явном виде не определена роль человека. Кроме того, понятие «биосфера» часто обозначает также сферу живого вещества как одну из геосфер Земли, наряду с литосферой, атмосферой и гидросферой.
Термин же «социобиотехносфера», используемый М.А. Водяновой и др. (2010), не определен четко, но исходя из его состава это некая оболочка, в которой взаимодействуют три подсистемы: социальная, биотическая и техническая. В такой трактовке из этой оболочки исключается или ставится на второй план природная составляющая. Однако вполне очевидно, что влияние природной составляющей является определяющим в формировании условий существования жизни на Земле.
Из приведенного рассмотрения отметим, что на сегодняшний день однозначного представления об объекте изучения этой науки не сформировалось. Наибольшая трудность, на наш взгляд, заключается в выделении границ той комплексной оболочки, которая является объектом изучения геоэкологии. Вполне очевидно, что процессы, происходящие в глубинных оболочках Земли, равно как и процессы космического характера, оказывают существенное влияние на населяющие Землю организмы. В силу чего при решении конкретных задач границы рассмотрения могут существенно варьировать.
Приведем авторские представления об основных атрибутах геоэкологии как науки, которые позволяют во многом избежать рассмотренных ранее неопределенностей. Будем в качестве объекта изучения геоэкологии рассматривать экосистему Земли со всеми входящими в нее компонентами. Предмет же изучения определим как систему знаний о реакции экосистемы Земли на воздействие внутренних и внешних факторов. В свою очередь, экосистема Земли представляет собой совокупность трех подсистем:
- абиотических сфер (атмосферы, гидросферы, литосферы и педо- сферы);
- живых организмов;
- источников воздействия природного и техногенного происхождения.
Особенность включения в состав экосистемы Земли человека приводит нас к необходимости включения в круг вопросов, рассматриваемых геоэкологией, социально-экономических аспектов, поскольку человек в отличие от других представителей биоты характеризуется наличием нравственных качеств и жесткой структурой социальной системы.
Попытаемся в соответствии с этими представлениями изложить в последующих главах содержательную часть геоэкологии как науки.
1.2. Основные понятия и определения в геоэкологии
Существование и различные виды деятельности человека протекают на Земле в пределах так называемой окружающей среды. Под окружающей средой, которую правильнее называть, средой, окружающей человека, принято понимать систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов, в которых протекают труд, быт и отдых людей. Это понятие включает природные, социальные и искусственно создаваемые, различные по назначению и масштабам явления, прямо или косвенно воздействующие на жизнь человека. Факторы окружающей среды делятся на естественные (природные) и искусственные (антропогенные или техногенные).
Важнейшей составной частью окружающей среды является природная среда, объединяющая четыре геосферы Земли. Под геосферами понимают более или менее правильные концентрические слои, охватывающие всю Землю, меняющиеся с глубиной и обладающие характерными физическими, химическими и биологическими свойствами. Геосферы подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся атмосфера и поверхностная гидросфера, к внутренним - подземная гидросфера, земная кора, мантия и ядро. Земная кора и верхняя мантия составляют литосферу, которая также относится к внутренним геосферам. Атмосфера, гидросфера и верхи литосферы образуют биосферу - сложную прерывистую оболочку Земли, являющуюся средой обитания биоты - живого "вещества" планеты. С термином "биосфера", введенным в науку австралийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. и широко использовавшимся В.И. Вернадским [З], тесно смыкается термин "экосфера" Ю. Одума (1971), определявшего ее как сферу деятельности живых организмов и окружающую их среду. Многие ученые считают био- и экосферу синонимами. Использование термина "экосфера", по их мнению, нецелесообразно.
Биосфера, в свою очередь, распадается на ряд экосистем (или геоэкосистем).
Экосистемой называют любое сообщество живых организмов и его среду обитания, объединенные в функциональное целое. Размеры экосистем могут меняться от микроэкосистем (например, ствол гниющего дерева) до глобальной экосистемы, к которой, собственно, и относится биосфера.
Термин "экосистема" введен в экологию английским геоботаником Л. Тенели в 1935 г. Важнейшим среди экосистем считается биогеоценоз - единый взаимообусловленный природный комплекс, представляющий собой совокупность растений, животных и микроорганизмов с соответствующим участком земной поверхности - биотопом.
Таким образом, биогеоценоз - это совокупность биотических и абиотических факторов - биоценоза и биотопа (рис. 1.1). При этом под биотопом понимается участок земной поверхности, характеризующийся однородностью геологического строения, микроклимата, водного режима, рельефа и почвенного покрова.
В соответствии с другими определениями биогеоценоза во главу угла ставится однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (почва и др.) компонентов и динамическими взаимодействиями между ними.
Многие исследователи рассматривают термины "экосистема" и "биогеоценоз" в качестве синонимов. Причем "экосистема" чаще используется американскими, а "биогеоценоз" - европейскими и российскими исследователями.
Таким образом, природная среда включает в себя биосферу с экосистемами (биогеоценозами), атмосферу, гидросферу и литосферу .
Перечисленные выше геосферы представляют собой природные оболочки Земли.
Рис. 1.1 Схема биогеоценоза
(Охрана ландшафтов. - М.: Прогресс, 1982)
Кроме них, выделяется также и искусственная (антропогенная) или техногенная " оболочка" – техносфера, созданная человеком среда обитания, являющаяся частью биосферы. Техносфера рассматривается как материальная часть общественной системы – социосферы, взаимодействующей с природной средой. В пределах техносферы выделяются хозяйственные (природно-технические, геотехнические , технические) системы, объединяющие материально-технические средства производственной и сопутствующей ей деятельности, а также технологические процессы. Такими хозяйственными системами являются промышленность, сельское хозяйство, строительство, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.
Биосфера преобразуется в качественно новое состояние - ноосферу, или сферу разума. Ноосфера выступает как особая оболочка Земли, в которой проявляется деятельность человеческого общества .
Ноосфера отражает духовную жизнь общества и, по мнению отдельных ученых, представляет собой вторую (первая - техносфера) часть социосферы.
Влияние человека на состояние компонентов окружающей среды возрастало по мере совершенствования его технического оснащения и возрастания потребностей. Первый закон об охране окружающей среды издал английский король Эдуард IV в 1273 г., запретив отапливать дома Лондона каменным углем, т.к. образовывалось много копоти. В 1388 г. был издан закон об охране р. Темзы в черте города. В XVI веке на первых географических картах Московского государства уже содержатся сведения об обмелении рек, возникшем в результате сведения лесов и распашки пойм. В "Морском регламенте", утвержденном Петром I в 1718 г., было запрещено сбрасывать в реки мусор или оставлять его на льду. Тогда же была утверждена должность наблюдателя за чистотой воды на верфях. В 1773 г. Н.И. Новиков издает книгу "Древняя Российская гидрография", где значительно уточняет информацию по преобразованию гидросети России. XVIII - XIX вв. - время начала научно-технической революции человечества. Открыты основные законы механики, электричества. Видные ученые того времени Вик д. Азир, Ж. Ламарк и др. обращают внимание человечества на деградационные процессы, фиксируемые в природе. О глобальности влияния человека на окружающую среду в своем известном труде "Космос" пишет А. Гумбольт. В 1876 г. Э. Реклю вводит понятие "географическая среда", под которой подразумевает пространство, испытывающее влияния деятельности человека. В 1866 г. Геккель выдвигает впервые термин "экология" как наука об отношениях организма с окружающей внешней средой. На Украине в 1910 г. было образовано первое "Общество охранителей природы". В трудах К. Маркса, Ф. Энгельса, В.И. Ленина изложены основы диалектико-материалистического понимания взаимоотношений общества и природы. В 1918 г. был принят закон о лесах РСФСР. В нем нашли отражение основные природоохранные положения. В 1921 г. был принят декрет "Об охране памятников природы, садов и парков".
В 1927 г. французскими учеными Э. Леруа и П. Гейяром введено понятие "ноосфера".
остановимся кратко на содержании и сущности понятия "ноосфера", а также постараемся определить его методологическое значение и соотношение с такими понятиями, как "антропосфера", "социосфера" и "техносфера".
Зарождение геоэкологии связывают с именем немецкого географа К. Тролля, который ещё в 30-х годах прошлого века понимал под ней одну из ветвей естествознания, объединяющую экологические и географические исследования в изучении экосистем . По его мнению, термины «геоэкология» и «ландшафтная экология» являются синонимами. В России широкое использование термина «геоэкология» началось с 1970-х годов, после упоминания его известным советским географом В.Б. Сочавой. Как отдельная наука окончательно сложилась в начале 1990-х годов ХХ века.
Однако, чёткого и общепринятого определения этот термин до сих пор не получил, предмет и задачи геоэкологии также формулируются по-разному, зачастую весьма разнородно. В самом общем случае они сводятся в основном к изучению негативных антропогенных воздействий на природную среду.
В рамках широкого понятия «геоэкология» находятся многие весьма разнообразные научные направления и практические проблемы. В связи с тем, что геоэкология охватывает многообразные аспекты взаимодействия общества и природы, наблюдается различная трактовка её предмета, объекта и содержания, не определен круг вопросов геоэкологических исследований, не существует общепризнанной методологии и терминологической базы.
Можно выделить по меньшей мере два крупных направления в понимании термина «геоэкология», в видении предмета, целей и задач этой науки:
- Геоэкология рассматривается как экология геологической среды, при этом термины «геоэкология» и «экологиечская геология» полагаются синонимами. При таком подходе геоэкология изучает закономерные связи (прямые и обратные) геологической среды с другими составляющими природной среды - атмосферой , гидросферой , биосферой , оценивает влияние хозяйственной деятельности человека во всех её многообразных проявлениях и рассматривается как наука на стыке геологии, геохимии, и экологии. При этом под экологическими функциями литосферы (понятие введено В.Т. Трофимовым и Д.Г. Зилингом в 1994 г.) понимается всё многообразие функций, определяющих и отражающих роль и значение литосферы , включая подземные воды, нефть, газы, геофизические поля и протекающие в ней геологические процессы, в жизнеобеспечении биоты и, главным образом, человеческого сообщества.
- Геоэкология трактуется как наука, изучающая взаимодействие географических, биологических (экологических) и социально-производственных систем. В этом случае геоэкология изучает экологические аспекты природопользования, вопросы взаимоотношений человека и природы, для неё характерно активное использование системной и синергетической парадигм, эволюционного подхода. Здесь геоэкология рассматривается как наука на стыке географии и экологии.
Существует и ряд других воззрений на геоэкологию. Так, можно выделить различные трактовки в зависимости от того, какую науку (географию, геологию, геохимию или экологию) автор принимает за основу геоэкологии. Ряд авторов рассматривает геоэкологию как экологизированную географию, изучающую приспособление хозяйства к вмещающему ландшафту . Другие - частью геохимии , в которой изучаются последствия взаимодействия биотических и абиотических компонентов.
Многие учёные считают геоэкологию результатом современного развития и синтеза целого ряда наук: географических, геологических, почвенных и других. Эти авторы выступают за широкое понимание геоэкологии, как интегральной науки экологической направленности, изучающей закономерности функционирования антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации.
Экстенсивное развитие промышленности во второй половине двадцатого века привело к интенсивному накоплению в приповерхностной части литосферы химических элементов в концентрациях не свойственных для среды существования живых организмов. Задача их диагностики и идентификации была успешно решена в коллективных работах Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ). Синхронно с данной школой в России развивались подходы к диагностике и ранжированию аномалий недостатка жизненно-важных элементов в системе "почва-растение". Ведущая роль в становлении данного направления принадлежит коллективу ГЕОХИ РАН им. В.И.Вернадского и сотрудников его региональных центров. В работах В.В.Ковальского, В.В.Ермакова, М.А. Риша, Б.А. Айдарханова, А.М Хакимовой. и др. большое внимание уделено изучению и картографированию биогеохимических провинций недостатка и дисбаланса биофильных, т.е. жизненно-важных элементов. Ведущими параметрами диагностики качества литогеохимических аномалий являются биогеохимические показатели, включая биосубстраты растений и животных. Школа эколого-геохимических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова представлена работами творческих коллективов под руководством Н.С.Касимова, (урбанизированные территории), И.А. Авессаломовой (горнодобывающие регионы), Н.П.Солнцевой (нефтедобывающие регионы) и др., основным базисом построения эколого-геохимических карт является учение о геохимии ландшафта. Широко используются серия расчетных показателей, отражающих интенсивность миграции в системе "почва-растение". Разнообразие подходов к эколого-геохимическим оценкам территорий с одной стороны позволило разработать базис для комплексных исследований, а с другой стороны, на современном этапе, стало вносить определенный диссонанс в стыковку и сопоставление результатов полученных различными творческими коллективами. Анализ современной критериальной базы говорит о необходимости активного внедрения в практику эколого-геохимических исследований методологии различных естественно-научных школ. Только их комплексное использование позволяет объективно выявить весь спектр геохимических факторов экологического риска, снижающих комфортность территории для существования экосистемы и проживания человека.
