Специальные методы получения и обработки эколого-геологической информации

К этой категории методов, как показано в табл. 3, относятся эколого-геологическое картографирование, функциональный анализ эколого-геологической об­становки (условий), эколого-геологическое прогнозирование и эколого-геологический мониторинг.

Эколого-геологическое картирование. Это основной метод исследования пространственного распределения объемов геологического пространства с раз­личными эколого-геологическими условиями. Он основан на рациональном соче­тании частных прямых или косвенных наземных методов точечного или линейно­го изучения параметровэколого-геологических условий и методов (площадной) эк­страполяции этих данных. В качестве последних обычно используются аэрофото­материалы и данные аэрогеофизических работ.

Эколого-геологическое картирование как специальный метод экологической геологии находится на стадии разработки. Одним из немногих нормативных доку­ментов, регламентирующим проведение эколого-геологических исследований, яв­ляются «Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографирова­нию. Масштабы 1:50 000-1:25 000», разработанные коллективом института ВСЕГИНГЕО(1990).

Эколого-геологическое картирование является самостоятельным и новым, специфическим видом геологических работ для получения информации о локаль­ном и региональном состоянии эколого-геологических условий литосферы. Основными объектами исследований являются эколого-геологические системы и, прежде всего, литосферные их элементы — горные породы, почвы, подземные воды, геохимические и геофизические поля, геодинамические и другие современ­ные процессы, происходящие в естественных и нарушенных условиях, а также литотехнические системы, влияющие на состояние и параметры верхних горизонтов литосферы, а через них — и на биоту, включая человека.

Данные по параметрам атмосферы и поверхностной гидросферы — объектах, изучаемых целенаправленно специальными организациями, вовлекаются по мере необходимости и в объемах, позволяющих решать конкретные эколого-геологические задачи.

В перспективе эколого-геологическая съемка как основной метод эколого-геологического картирования будет введена в качестве обязательного вида работ при осуществлении геологических съемочных работ. Сейчас же, когда принципы и методы эколого-геологического картирования не могут считаться разработанными, целесообразно, как предлагал ввести в действие пилотную программу cпециализированной эколого-геологической  на первоочередных типовых полигонах для осуществления и отработки вопросов методики ее проведения.

Следует подчеркнуть еще один чрезвычайно важный момент — проведение эколого-геологической съемки требует очень высокого технического, экономиче­ского, а также специального кадрового обеспечения. Учитывая эти и ранее выска­занные позиции, экологическую съемку как самостоятельный вид работ целесооб­разно начинать в плановом порядке в районах экологического бедствия, на интен­сивно техногенно-нарушенных территориях промышленных и горно-добываю­щих комплексов, крупных промышленно-городских агломераций, на массивах ин­тенсивного орошения и др. Проведение подобных специализированных исследо­ваний в таких районах и на полигонах с типичными, характерными особенностями эколого-геологических условий позволит решить принципиальные методологиче­ские и методические вопросы эколого-геологической съемки, разработать необхо­димые методические документы для ее проведения в рамках выполнения государ­ственной геологической съемки.

При выполнении эколого-геологических исследований, в том числе и эколого-геологических съемочных работах, важно проследить, как справедливо отметил М.Б.Куринов (1997), всю цепочку причинно-следственных связей, характерных для эколого-геологической обстановки-системы от конкретного воздействия на гео­логический компонент природной среды до экологических последствий этого воз­действия. Осуществление подобных исследований возможно при четко сформули­рованной целевой задаче, которая в конечном итоге и определяет необходимый комплекс применяемых методов, составляющих основу эколого-геологического картирования как специального метода экологической геологии.

Полученная в результате эколого-геологической съемки информация нужда­ется в обобщении и систематизации. Форма обобщения информации при этом мо­жет быть различной, но приоритет в настоящее время принадлежит специальным картографическим моделям эколого-геологическим картам.

Функциональный анализ эколого-геологической обстановки. Этот метод занимает среди специальных методов экологической геологии центральное место. Именно его реализация позволяет решить основную стратегическую задачу -произвести оценку современного состояния эколого-геологической системы, определить пути и способы достижения стабильного развития этой системы. Методология этого метода базируется на принципах, которые широко используют­ся и в геологии, и в экологии — системном подходе, принципе историзма, принципе целостности объекта. Это позволяет реализовать системный подход при эколо­го-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методоло­гических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию.

Проведение функционального анализа эколого-геологической обстановки предусматривает, по М.Б.Куринову, выполнение следующих операций:

• выделение и описание эколого-геологической обстановки-системы той или иной изучаемой территории, выявление конкретных причинно-следственных свя­зей между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку;
• проведение оценки значимости экологических функций литосферы для соци­ума и биологических объектов;
• составление пространственно-временного прогноза развития рассматриваемой системы при планируемых техногенных и ожидаемых природных воздействиях;
• определение принципа развития, а в случае необходимости и пути поддержа­ния существования эколого-геологической обстановки-системы.

Подчеркнем еще раз, что под эколого-геологической обстановкой-системой понимается система, в которой подсистемные элементы — геологический компо­нент природной среды, источники воздействия (природные и техногенные) и эко­логическая мишень (объекты био-, социо- и даже техносферы) тесно связаны при­чинно-следственными прямыми и обратными связями. Отличием этой системы является то, что ее границы определяются в первую очередь экологическими по­следствиями, а функционирование ее предполагает трансформацию (природного или техногенного) воздействия через геологический компонент природной среды.

Ядром эколого-геологической обстановки-системы является геологический компонент природной среды. Поэтому вся совокупность причинно-следствен­ных прямых и обратных связей между ним и остальными элементами системы формирует область, лежащую в сфере профессиональных интересов базовой на­уки — экологической геологии, обладающей достаточным теоретическим и мето­дологическим аппаратом для геологического обоснования решения экологиче­ских проблем.

Развитие такой системы подчиняется, как показал М.Б.Куринов (1997), прин­ципу эколого-системной эволюции. Этот общий принцип отражен на представлен­ном графике (рис. 40). Хорошо видно, что экологические последствия воздействия оказывают непосредственное влияние не только на геологический компонент при­родной среды, но и на подсистему источников воздействия, коренным образом из­меняющим состояние остальных подсистемных элементов.

Метод функционального анали­за эколого-геологических систем должен использоваться на всех эта­пах эколого-геологических исследо­ваний. На первых из них он позволя­ет определить необходимый объем данных для построения информаци­онной модели эколого-геологической обстановки-системы, осущест­вить «заказ» на получение специаль­ной информации частными метода­ми геологических наук, специаль­ными методами экологической гео­логии, а также методами биологиче­ских, медицинских и других наук. Полученная информация требует специализированного классифици­рования, свертывания, интерпретации, в результате которых могут быть поставле­ны новые конкретные задачи исследования, а при необходимости и оперативного применения корректирующих действий системами управления.

На последующих этапах эколого-геологических исследований применение функционального анализа эколого-геологической обстановки обусловлено тем, что одноразовые окончательные решения при решении экологических задач, как правило, невозможны. Необходим постоянный, периодический анализ пути разви­тия эколого-геологических обстановок-систем, вновь проявляющихся и техноген­ных воздействий, новых формирующихся причинно-следственных связей между подсистемными компонентами, анализ их влияния на биоту.

При выполнении функционального анализа ГАГолодковская и М.Б.Куринов предложили обособлять три уровня эколого-геологических систем. Первый — элементарный уровень базируется на конкретном виде воздействия и формиру­ющемся одномерном пространстве причинно-следственных связей. Например, в результате дорожного строительства происходит перехват поверхностного и под­земного стока, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание и подтопление терри­тории, имеющие негативные экологические последствия — угнетение раститель­ности, изменение биоценозов.

Второй уровень системы выделяется при формировании двух-трехмерного пространства причинно-следственных связей и характеризуется более сложной структурной организацией. В этом случае экологические последствия могут иг­рать роль самостоятельного, наведенного источника воздействия на литосферу. Например, в случае подземного захоронения промышленных стоков в сейсмоак­тивных районах возможно возникновение наведенных землетрясений, которые могут вызвать разрушение инженерных сооружений с последующими экологиче­скими последствиями. В этом случае фиксируемые цепочки причинно-следствен­ных связей имеют более сложную структуру и могут иметь несколько уровней, взаимодействующих друг с другом.

Третий уровень — системы формируются на базе мощного, разнопланового ис­точника воздействия и образуют сложноорганизованное пространство причинно-следственных связей. К таким системам, по М.Б.Куринову, относятся в первую очередь, крупные урбанизированные центры типа Москвы, районы действия гор­но-добывающих центров, промышленные центры металлургической, нефтепере­рабатывающей, химической промышленности и т.п. Исследование подобных сис­тем базируется на принципе декомпозиции, т.е. выделении в рамках системы более просто построенных относительно независимых подсистем, и применении сис­темного анализа при характеристике взаимодействия отдельных подсистем между собой и эколого-геологической системы в целом.

В ходе функционального анализа эколого-геологической обстановки необхо­димо оценить роль значимости экологических функций литосферы для социаль­ных и биологических объектов. Ресурсная ее функция обусловливает наличие и состояние ресурсной базы, которая определяет жизненный уровень таких объек­тов. В устойчивых эколого-геологических системах эволюция направлена в сторо­ну специализации, наиболее эффективного использования ресурсов. Сокращение, преждевременное истощение ресурсной основы может приводить к деградации социально-экономических и биологических объектов, что и нередко наблюдалось в прошлом. Оценка ресурсной функции невозможна без учета эволюции состоя­ния природных объектов по мере использования ресурсов. Объективные экономи­ческие критерии, применяемые для оценки ресурсов, необходимо коррелировать с точки зрения придания особого статуса ресурсам, являющимся жизненно важ­ными для экологических систем, развитых на той или иной территории.

При функциональном анализе огромное внимание должно уделяться рассмот­рению геодинамической функции литосферы, в частности ее изменению при тех­ногенном воздействии. Именно им обусловлены наиболее быстро протекающие, так называемые антропогенные геологические процессы, многие из которых явля­ются крайне опасными для биоты.

В качестве основного критерия, который можно использовать в ходе анализа для оценки значимости геодинамической экологической функции следует, по на­шему мнению, принять наличие, характер проявления экзогенных и эндогенных процессов, их влияние на устойчивость литосферы, а как следствие — на устойчи­вость биоты.

В ходе проведения функционального анализа необходимо все время помнить, что одна из его задач — рассмотрение влияния условий жизни на физическое здоро­вье, психическое равновесие, возможность передачи этих качеств потомству и бе­зопасность социальных и биологических объектов. Наличие таких условий конт­ролируется как собственно геологическими факторами (природные аномалии гео­физических и геохимических полей, геологические процессы и т.п.), так и техно­генными факторами (химическое, радионуклидное, электромагнитное загрязне­ние и т.п.). Особую роль в последнее время приобрели техногенные факторы.

Оценка этой функции литосферы лежит в сфере соблюдения действующими и проектируемыми предприятиями принятых на уровне государства норм ПДК, ПДН или фоновых значений. В то же время следует подчеркнуть, что принятые нормы ПДК, ПДН ориентированы в общем случае преимущественно на человека и не учитывают интересы биологических объектов в целом. Все это требует уточнения существующих норм и их ориентирование на интересы биологиче­ских объектов.

Г.А.Голодковская и М.Б.Куринов (1999) в общую структуру информационного обеспечения функционального анализа эколого-геологической системы (рис. 41) включают данные о планах использования территории, принимаемых управля­ющих решениях, возможных сценариях развития экологической обстановки. Предложенная ими информационная система должна, по замыслу авторов, рабо­тать в интерактивном режиме. Выдавая готовую продукцию непосредственному пользователю, она позволяет вводить новые программы в дальнейшие исследова­ния. В таком качестве функциональный анализ выступает как ключевой метод не только познания эколого-геологической системы, но и инструментом обоснова­ния управления ее состоянием.

Эколого-геологическое моделирование. Содержание этого метода заклю­чается в создании моделей состояния эколого-геологической системы той или иной территории и прогноза трансформации ее при реальных или возможных из­менениях геологического компонента в процессе его взаимодействия с источника­ми воздействия как природными, так и техногенными. Конечная цель моделиро­вания — прогнозная оценка последствий этих воздействий на литосферу и через нее — на

Моделирование является методом исследования практически любого научно­го направления. Требования к созданию при его реализации корректных моделей являются, по существу, общими. В то же время использование моделей в экологи­ческой геологии, учитывающих особенности проявления и изменения экологиче­ских функций литосферы, позволяет рассматривать моделирование в качестве специального метода этой науки.

В процессе эколого-геологического моделирования последовательно решают­ся, по М.Б.Куринову (1997), следующие группы задач:

• создание моделей состояния эколого-геологической ситуации (системы) той или иной территории;
• построение моделей прогноза изменения эколого-геологических условий при планируемых воздействиях;
• разработка и выбор модели оптимальной, устойчиво развивающейся эколого-геологической системы территории;
• корректировка постоянно действующей модели (ПДМ) устойчиво развива­ющейся эколого-геологической системы.

Метод эколого-геологического моделирования в равной мере может быть ис­пользован при изучении эколого-геологической системы разных типов: природ­ных и природно-технических, реальных и идеальных. Он охватывает все многооб­разие эколого-геологических условий, обеспечивая создание моделей состояния (реальных) и прогноза (идеальных), и может характеризоваться как универсаль­ный метод познания эколого-геологических систем. Характерной чертой метода является его био- и антропоцентрическая направленность — оценка воздействия «неживого» на «живое». Полученный в ходе его реализации результат требует своей экологической и социально-экономической оценки. Другими словами, ме­тод моделирования позволяет оценить или предсказать эколого-геологическую си­туацию изучаемой территории или литосферного блока, но не дает оценки прямой экологической оптимальности этой ситуации.

Метод эколого-геологического моделирования является важным звеном эко-лого-геологического мониторинга и корректировки ПДМ. Эколого-геологическая модель действует в системе мониторинга постоянно, а не связана с решением разо­вой целевой задачи. Кроме того, следует учитывать, что ПДМ практически един­ственный и наиболее часто реализуемый способ совершенствования системы управления рационального природопользования.

В практике эколого-геологического моделирования применяются различные типы моделей: вербальные, знаковые (картографические), физические (аналого­вые) и математические, т.е. комплекс традиционных методов моделирования. Вы­бор конкретного метода обусловливается спецификой информационной базы, за­дачами исследования, а также возможностями их финансирования.

В последние годы в связи с расширением возможностей вычислительной тех­ники все большее распространение получает детерминированное и вероятностное моделирование с помощью ЭВМ. Детерминированные модели основаны на уста­новленных функциональных связях между зависимыми переменными (функция­ми) и аргументами. В рамках детерминированного моделирования применяются методы конечных элементов, конечных разностей и др.

При моделировании многофакторных процессов в верхних горизонтах лито­сферы в связи с отсутствием строгих математических описаний этих процессов используется математический аппарат теории вероятностей и математической ста­тистики. Статистические модели основаны на эмпирических данных и содержат, кроме переменных величин и констант, одну или несколько случайных величин различной природы, которые отражают случайные характеристики свойств объек­тов литосферы. В принципе любая детерминированная модель, используемая при эколого-геологическом мониторинге, становится вероятностной, если в нее вво­дится какая-либо случайная компонента, обусловленная не предсказуемой точно функцией многих переменных.

Особым, специальным видом моделирования в экологической геологии явля­ется создание моделей устойчиво развивающихся эколого-геологических систем территории. Такие модели относятся к классу ПДМ, параметры которых постоян­но уточняются в ходе эколого-геологических исследований, как уточняются и эко-лого-геологические прогнозы.

Постоянно действующая эколого-геологическая модель — это система упорядоченно-взаимосвязанных, постоянно уточняющихся во времени и пространстве данных о состоянии эколого-геологических условий, трансформированная в логи­ческое, картографическое или математическое изображение для прогнозирования и управления. Основным назначением ПДМ является перманентное решение эко-лого-геологических задач, связанных с оценкой изменения (как природно, так и техногенно обусловленного) литосферы и ее компонентов, а также эколого-геологическим прогнозом ее развития. Применение ПДМ обеспечивает упорядочение технологии сбора и обработки поступающей эколого-геологической информации на основе компьютерной техники. В связи с этим создание и использование -пока единственный и наиболее эффективный способ совершенствования системы управления в области рационального использования и охраны верхних горизонтов литосферы, решения всевозможных эколого-геологических проблем.

Г.А.Голодковская и М.Б.Куринов (1994) к базовым принципам разработки мо­дели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы отнесли следу­ющие позиции:

• принцип целевого использования — природная среда должна использоваться на основе максимального раскрытия заложенных в ней полезных качеств. Выпол­нение этого принципа должно базироваться на предварительной оценке естествен­ных ресурсов, включая экологические функции литосферы и их влияние на объек­ты социо- и техносферы;
• принцип приоритетов при выработке эколого-экономической концепции раз­вития региона — использование того или иного компонента среды не должно при­водить к угнетению, деградации, уничтожению природных объектов, имеющих более высокий ранг качества. К сожалению, при любой антропогенной деятельно­сти существующие экологические системы испытывают потери; задача заключа­ется в том, чтобы приобретения компенсировали утраты;
• принципы безопасности — техногенная, антропогенная деятельность при ис­пользовании геологического компонента природной среды не должна создавать экологически вредную, опасную для существования биоценозов и человека среду обитания или иметь долгосрочные экологические последствия. (Идеалистично требование сохранения всех естественных биоценозов на осваиваемых террито­риях, но определение допустимого уровня изменений геологического компонента природной среды при условии минимального экологического ущерба — задача весьма актуальная);
• принцип сохранения уровня комфортности — техногенная, антропогенная дея­тельность при формировании новой или трансформации старой эколого-геологиче-ской системы не должна снижать уровень комфортности среды обитания человека;
• принцип разумного компромисса — необходим поиск тонкой грани между техническими возможностями производства, антропогенным воздействием на биоценозы. Эта задача весьма деликатная и непростая, так как «качество жизни» населения — это социальная задача, которую решают не только специалисты в об­ласти геологии и экологии, но и политики, отстаивающие нередко свои конъюнк­турные интересы.

Процесс создания модели оптимальной устойчиво развивающейся эколого-геологической системы является в принципе непрерывным. ГАГолодковская и М.Б.Куринов (1997) в нем условно выделяют три этапа. На первом из них опреде­ляются экологическая политика развития региона, режим использования конкрет­ной территории. Решение этих вопросов лежит в области государственного адми­нистрирования. Подготовка же материалов для подобных решений должна вклю­чать рассмотрение и экологических проблем, связанных с возможными изменени­ями геологического компонента окружающей среды под воздействием природных причин и техногенеза.

Второй этап построения такой модели включает в себя описание, выработку словесного портрета модели, выявление основных параметров среды с точки зре­ния экономики, здоровья и комфорта населения, состояния биоценозов, с учетом демографических, энергетических аспектов, стандартов состояния окружающей среды, перспектив развития региона и интересов проживающих в нем граждан.

Третий этап — это этап объединения результатов исследования природной сре­ды, техносферы, социосферы, биосферы, прогнозов изменения эколого-геологи­ческой ситуации, т.е. построение самой адаптивной модели оптимальной устойчи­во развивающейся эколого-геологической системы. На начальном этапе схемати­зации информации она будет иметь основные черты, присущие структурным мо­делям, а на выходе должна, если это окажется возможным, трансформироваться в физическую, математическую модели. Построенная таким образом модель под­лежит непрерывной корректировке, сопоставлению с развитием ситуационных от­ношений на моделируемой территории.

Проблема корректировки прогностической модели оптимальной устойчиво развивающейся системы может быть решена при условии непрерывного поступ­ления информации о состоянии объектов литосферы, техносферы, био- и социо­сферы; постоянного уточнения частных прогностических решений. Это движение информации, с позиций моделирования, представляет взаимозависимый процесс, при котором общее моделирование эколого-геологической системы и частное, ка­сающееся отдельных элементов ее, должны двигаться навстречу друг другу, с од­ной стороны корректируя частные модели в их связи с общей экологической обста­новкой, а с другой — конкретизируя общие модели, как правило, страдающие из­лишней абстрагированностью от многих немаловажных факторов реальной эво­люции среды. Решение подобных проблем выполняется в процессе эколого-геологического мониторинга.

Эколого-геологический мониторинг . Мониторинг как система долгосроч­ных режимных наблюдений, оценки, контроля состояния и прогноза изменения объекта является общенаучным методом исследования. Используется он и при эколого-геологических исследованиях в качестве метода специального.

Специфика эколого-геологического мониторинга заключается не только в сис­теме познания объекта, но и в самом объекте исследования — эколого-геологической обстановке, которая обусловливает «геологическое» жизнеобеспечение и че­ловека, и биоты в целом через ресурсную, геодинамическую, геохимическую и геофизическую экологические функции литосферы. Объект исследования вклю­чает в себя систему «литосфера — биота». Исходя из этого, эколого-геологический мониторинг может быть как фоновым и изучать только природную эколого-геологическую систему, так и природно-техническим, в ходе выполнения которого ис­следуются последствия функционирования литотехнических систем.

Специфика эколого-геологического мониторинга заключается и в его конеч­ной цели. Последнюю можно сформулировать так: оптимизация функционирова­ния эколого-геологической обстановки-системы.

Раздел написан при участии В.А.Королева.

Исходя из этих двух специфических особенностей, эколого-геологический мо­ниторинг — это система постоянных наблюдений, оценки, прогноза состояния и изменения эколого-геологической обстановки-системы, проводимая по заранее намеченной программе с целью разработки рекомендаций и управляющих реше­ний, направленных на обеспечение ее оптимального экологического функциониро­вания и устойчивого развития. Исходя из этого, подчеркнем, что независимо от вида эколого-геологического мониторинга (комплексный — частный (поэлемен­тный), государственный — отраслевой, региональный — локальный и др.), характе­ра инженерно-хозяйственного освоения территории, организующих его служб, масштаба исследований главным является установление тенденций развития, трансформации литосферы и ее компонентов, их экологических последствий для человека и биоты в целом и на этой основе принятия управляющих решений.

Чрезвычайно важным аспектом в понимании сущности рассматриваемого ме­тода является индивидуальность содержания эколого-геологического мониторин­га, которая подлежит персональной разработке в каждом конкретном случае. Это творческий процесс, опирающийся на весь спектр методических разра­боток по данному вопросу и общую структурную схему практически любого мониторинга, содержащую блоки контроля и управления, свя­занные между собой каналами свя­зи, а также блоки автоматизирован­ной информационной системы и ин­женерной защиты (рис. 42); послед­ний включает производство очище­ния компонентов литосферы от за­грязнения.

Суть и содержание эколого-геологического мониторинга составля­ет система целенаправленной дея­тельности, состоящей из упорядо­ченного набора процедур, организо­ванного в циклы: эколого-геологических наблюдений оценки со­стояния системы по результатам на­блюдений , эколого-геологического прогноза развития системы (ITi) и управления (Уi). Затем эколо-го-геологические наблюдения до­полняются новыми данными, на но­вом цикле, и далее циклы повторя­ются на новом временном отрезке Н₂, 0₂, П₂, У₂ и т.д.

Эколого-геологический мони­торинг представляет собой сложно построенную, циклически функцио­нирующую и развивающуюся во времени по спирали постоянно дей­ствующую систему (рис. 43).

Основу организационной струк­туры эколого-геологического мони­торинга (см. рис. 42) составляет так называемая автоматизированная информационная система (АИС), которая создается на базе ЭВМ. В этой   связи   эколого-геологиче­ский мониторинг (как и другие его виды) является особой геоинфор­мационной системой (ГИС).

Задачами АИС эколого-геологи-ческого мониторинга являются:

• хранение и поиск режимной эко-лого-геологической информации о состоянии верхних горизонтов лито­сферы и ЛТС в пределах изучаемой эколого-геологической системы;
• целенаправленная постоянная обработка и оценка информации;
• выполнение перманентных про­гнозов развития и состояния эколо-го-геологической обстановки;
• решение оптимизационных эколого-геологических задач по созда­нию системы управления ситуа­цией, экологически ухудшающейся по геологическим причинам.

В структуре АИС выделяются четыре основных взаимосвязанных блока (рис. 44), каждый из которых направлен на решение одной из перечисленных выше задач. Первый из них составляет автоматизированная информационно-поис­ковая система (АИПС), которая направлена на решение первой задачи и представ­ляет собой базу данных, реализованную с помощью ЭВМ. В систему АИПС из на­блюдательной сети поступают все первичные данные о состоянии верхних гори­зонтов литосферы территории или объекта мониторинга (в том числе и данные ре­жимных наблюдений). Здесь они накапливаются в банке данных, предварительно обрабатываются, сортируются и используются затем во всех последующих опера­циях по эколого-геологической оценке и прогнозу состояния системы.

Второй блок АИС — автоматизированная система обработки данных (АСОД), направленная на целенаправленную обработку и оценку поступающей информа­ции. Этот блок реализует функцию количественной и качественной обработки всей информации по эколого-геологическому мониторингу и тоже осуществляет­ся с помощью ЭВМ.

Третий блок АИС представляет собой автоматизированную прогнозно-диа­гностическую систему (АПДС). С помощью этого блока решаются все вопросы по составлению перманентных (т.е. непрерывно продолжающихся, повторяющих­ся) прогнозов в соответствии с функциональной схемой эколого-геологического мониторинга. Этот блок также реализуется с помощью ЭВМ. Важным его компо­нентом является постоянно действующая модель.

Четвертый блок АИС составляет автоматизированная система управления (АСУ), направленная на решение задач по управлению эколого-геологической си­стемой и разработку рекомендаций. Этот блок осуществляет как бы конечную цель и функцию эколого-геологического мониторинга и чрезвычайно важен. Он также практически реализуется с помощью ЭВМ.

Все четыре блока АИС связаны друг с другом и образуют единую функциони­рующую геоинформационную систему. Основным вопросом при организации АИС является ее информационное, техническое и математическое обеспечение, рассмотренное в работах В.К.Епишина, В.Т.Трофимова (1985), В.А.Королёва (1995), М.А.Шубина (1985), в монографии «Теория и методология экологической геологии» (1997) и др.

Уровни организации эколого-геологического мониторинга могут быть раз­личными (рис. 45).

Подсистемы детального эколого-геологического мониторинга являются важ­нейшим звеном в системах более высокого ранга. Их объединение в более круп­ную сеть (например, в пределах города, района) образует систему мониторинга ло­кального уровня. Детальный и локальный эколого-геологический мониторинг предназначены обеспечить экологическую оценку последствий изменений лито­сферы под влиянием действующего или проектируемого объекта (или комплекса объектов) соответственно на территории города, района или участка в зоне его ожидаемого воздействия. Он реализуется на стадии проекта, а для действующих объектов, не имеющих должной сети режимных наблюдений, независимо от ста­дии, по решению соответствующих компетентных органов.

Локальные системы, в свою очередь, объединяются в еще более крупные — си­стемы регионального эколого-геологического мониторинга, охватывающие терри­тории в пределах края или области, или в пределах нескольких краев и областей. Региональный эколого-геологический мониторинг предназначен обеспечить эко­логическую оценку изменений верхних горизонтов литосферы крупных террито­рий комплексного антропогенного освоения (республиканских, краевых и област­ных административных территориальных единиц, крупнейших территориаль­но-производственных комплексов). Он базируется на государственных источни­ках информации, как правило, не дающих ответа на весь комплекс природоохран­ных вопросов. Такой мониторинг в общих чертах соответствует задачам оценки воздействия на геологическую среду (ОВГС) на предпроектной стадии, которая не предусматривает создание специальной региональной сети режимных наблю­дений. Основная задача ОВГС на этой стадии — разработка программы совершен­ствования или создания новой сети режимных эколого-геологических наблюде­ний с учетом ожидаемого воздействия существующих или проектируемых пред­приятий на различные компоненты эколого-геологической системы. Строго гово­ря, создание и обеспечение функционирования регионального эколого-геологического мониторинга — дело соответствующих территориальных органов государ­ственного или ведомственного подчинения.

Системы регионального эколого-геологического мониторинга должны объеди­няться в пределах одного государства в единую национальную (государственную, федеральную) сеть мониторинга и образовывать, таким образом, национальный уровень («мегарегиональный», по М.А.Шубину) системы мониторинга (см. рис. 45).

Системы национального (государственного) уровня эколого-геологического мониторинга являются необходимой предпосылкой для соблюдения законодатель­ства в области охраны недр и экологии, систематического контроля за состоянием всех компонентов эколого-геологической системы, обеспечения эффективной и экологически безопасной инженерно-хозяйственной деятельности.

Подчеркнем, что система эколого-геологического мониторинга национально­го уровня должна входить составной частью в систему мониторинга окружающей среды России, создаваемую соответствующей Федеральной службой России. Фор­мирование в ее рамках единой национальной сети эколого-геологического мони­торинга одна из задач ближайшей перспективы развития мониторинга в России.

В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения наци­ональных систем мониторинга окружающей среды в единую глобальную межгосу­дарственную сеть — «Глобальную систему мониторинга окружающей среды» (ГСМОС или GSEM). Это высший глобальный уровень организации системы мони­торинга. Её назначение — осуществление мониторинга за изменениями в окружаю­щей среде на Земле в целом, в глобальном масштабе.

Глобальный мониторинг — это система слежения за состоянием и прогнозиро­вание возможных изменений общемировых процессов и явлений, включая антро­погенные воздействия на биосферу Земли в целом. Пока создание такой системы в полном объеме — задача будущего.

Вопросы методики эколого-геологического мониторинга здесь сознательно не рассматриваются. Это отдельная, большая и специфическая задача. Ее содержа­тельное краткое описание можно найти в ряде работ, в частности в монографии «Теория и методология экологической геологии», 1997.

Завершая краткое рассмотрение эколого-геологического мониторинга, следу­ет отметить, что его система синтезирует в себе множество частных методов полу­чения соответствующей информации. Но доминирующую роль, особенно в части прогнозирования, приходится на долю ПДМ и ретроспективного анализа.