Розділ 3. Екологічний моніторинг. Система екологічної інформації

Особливо складні проблеми екологічного моніторингу виникають на глобальному рівні. Навіть на сьогодні цілі такого моніторингу ще недостатньо чітко сформульовані. Окрім того, моніторинг на локальному та регіональному рівнях, як правило, постає внутрішньодержавною задачею, тоді як глобальний моніторинг - задача світової спільноти, що повинна відповідати інтересам всього людства.

На практиці мета глобального моніторингу визначається в ході міжнародного співробітництва на рівні різноманітних міжнародних конвенцій та декларацій.

Ідея створення глобальної системи моніторингу навколишнього середовища (ГСМНС) зародилась на Стокгольмській конференції ООН з навколишнього середовища в 1972 р. Реальні основи ГСМНС були покладені на спеціальній зустрічі держав - членів ООН в Найробі (Кенія) в 1974р.

Основи ГСМНС в колишньому СРСР були розроблені академіком Ю. А. Ізраель та представлені на засіданні Ради управління ЮНЕП в 1974 р. Визначною особливістю концепції Ю. А.Ізраеля було спостерігання за антропогенними змінами в навколишньому середовищі.

Добре відомо, що з часом відбуваються природні зміни клімату, погоди, температури, тиску в атмосфері, сезонні зміни біомаси рослин та тварин. Ця інформація давно використовується людством. Природні зміни відбуваються порівняно повільно, за великі відрізки часу. їх реєструють різноманітні геофізичні, метеорологічні, гідрологічні, сейсмічні та інші служби.

Антропогенні ж зміни розвиваються дуже швидко, наслідки їх дуже небезпечні, і досить часто можуть бути незворотніми. Для їх визначення необхідно мати інформацію про первинний стан об'єкту навколишнього середовища, тобто стан до початку антропогенного впливу. Якщо таку інформацію отримати не можна, вона може бути змодельована з існуючих даних моніторингу, отриманих за великий проміжок часу, за результатами спостережень за хімічним складом донних відкладень в водних об'єктах, складом льодників, складом деревини за кільцями, віднесеними до досліджуваного періоду початку антропогенного впливу, а також за даними, отриманими в місцях, віддалених від джерел забруднення.

Ці особливості визначають необхідність такого виду глобального моніторингу, як фоновий моніторинг, або моніторинг фонового забруднення навколишнього природного середовища. В сучасний період створена сітка станцій глобального фонового моніторингу, де відбувається спостереження за визначеними параметрами стану навколишнього природного середовища. Спостереження охоплюють всі типи екосистем: водні (морські, прісноводні) та наземні (лісові, степові, пустельні, високогірні). Ця робота супроводжується під наглядом ЮНЕП. Станції комплексного фонового моніторингу знаходяться в біосферних заповідниках і є часткою глобальних міжнародних спостережних сіток.

Ціль ГСМНС - дослідження та вивчення Землі в планетарному масштабі.

Задача вивчення Землі як цілісної природної системи поставлена Міжнародною геосферно-біосферною програмою (МГБП) та вирішується на основі широкого застосування космічних засобів спостережень. МГБП, здійснення якої почалося з 1990р., передбачає сім ключових розробок.

1. Закономірності хімічних процесів в глобальній атмосфері та роль біологічних процесів в колообігах малих газових компонентів. Проекти, виконані з цими напрямками, аналізують вплив зміни вмісту озону в стратосфері на проникнення до земної поверхні біологічно-небезпечного ультрафіолетового випромінювання, оцінку впливу аерозолів на клімат.

2. Вплив біологічних процесів в океані на клімат та зворотні впливи. Проекти включають комплексні дослідження глобального газообміну між океаном і атмосферою, морським дном та літосферою континентів, розробку методик прогнозування біохімічних процесів в океані в залежності від антропогенних збурень в глобальному масштабі, вивчення евфотичної зони Світового океану.

3. Вивчення узбережних екосистем та впливу змін землевикористання.

4. Взаємодія рослинного покрову з фізичними процесами, відповідальними за формування глобального колообігу води. В рамках цього напрямку проводяться дослідження за програмою глобального експерименту з метою вивчення колообігу енергії та води в доповнення до робіт за Всесвітньою програмою досліджень клімату.

5. Вплив глобальних змін на континентальні екосистеми. Розробляються методики прогнозу взаємодії змін клімату, концентрації вуглекислого газу та землевикористання екосистем; дослідження глобальних змін екологічного різновиду.

6. Палеоекологія і палеокліматичні зміни та їх наслідки. Проводяться дослідження з метою реконструкції історії зміни клімату та навколишнього середовища.

7. Моделювання земної системи з метою прогнозу її еволюції. Створюються численні моделі в глобальному масштабі, визначаються кількісні оцінки взаємодії глобальних, фізичних, хімічних та біологічних інтерактивних процесів в земній системі на протязі останніх ста тисяч років.

В рамках МГБП вивчаються біогеофізичні колообіги вуглецю, азоту, фосфору та сірки, які тепер визначаються як природними, так і антропогенними факторами.

Антропогенні фактори особливо важливі для колообігу вуглецю. Складність вивчення цих процесів обумовлених природною мінливістю, пов'язаною зі зміною вкладу континентальної біомаси в кругообіг, що зумовлено вирубкою лісів і зменшенням сумарної продуктивності екосистем, та варіаціями колообігу інших компонентів.

В глобальному колообігу речовини та енергії на планеті важливу роль відіграє Світовий океан. Він функціонує як великий резервуар біогенних компонентів та складає значну долю продуктивності біосфери. В глобальному екологічному моніторингу продуктивності Світового океану використовують такі параметри, як біомаса фітопланктона, первинна продукція фітопланктона, концентрація хлорофілу. Для дослідження та аналізу використовують супутникову оптичну апаратуру типу сканерів, приладів для вимірювання флуоресценції. Супутникове спостереження звичайно супроводжується контрольними судовими та буйковими спостереженнями.

Важливою підсистемою глобального екологічного моніторингу постає вивчення ролі лісів в формуванні біохімічних колообігів, зокрема їхнього впливу на формування опадів, на енергетичний баланс, клімат, роль як утилізатора вуглекислого газу. Під час вивчення біологічних процесів на основі даних глобального моніторингу на суші ключова роль відводиться дослідженню специфіки енергетичного балансу різних екосистем: пустель, лісів, господарчих районів.