Ландшафтно-геохимические аспекты прогнозирования состояний геосистем в условиях техногенного воздействия.
Ландшафтно-геохимический прогноз, как часть ландшафтного, направлен на предсказание потенциально возможных (с учетом воздействия природных и антропогенных факторов) характеристик вещества геосистем. Его основным предметом служат изменение поведения вещества в геосистемах топологического и регионального уровней. (Снытко, Семенов, Мартынов, 1984) Значимость ландшафтно-геохимического прогноза особенно повышается в предсказании поведения геосистем в условиях усиливающегося техногенного воздействия. Поэтому наибольшее внимание в геохимии ландшафтов уделяется прогнозированию изменений в количестве и составе веществ обусловленных антропогенным воздействием причем значительная роль отводится изучению устойчивости геосистем к техногенному загрязнению и способности их к самоочищению от продуктов техногенеза (Семенов, 1991)
Под устойчивостью геосистем понимается их способность к самоочищению (Глазовская, 1988), обусловленную скоростью трансформации техногенных веществ и выноса их за пределы геосистем. Во многом эта способность обеспечивается совместимостью природных и техногенных потоков вещества. Устойчивость геосистем определяется как способность природных образований к сохранению своей структуры и поведения или их восстановлению после нарушения внешними факторами, то есть способность к саморегуляции.
Ландшафтно-геохимический прогноз, который является частью ландшафтного, в то же время и часть геохимического прогноза. В принципе геохимический в любой отрасли естествознания имеет целью предсказания изменений химического состава объектов исследования.
Таким образом, предметом ландшафтно-геохимического прогноза (как части геохимического) является изменение поведения вещества, а объектом (как части ландшафтного прогноза) – геосистемы. Как и перед любым ландшафтным прогнозом, перед ландшафтно-геохимическим стоит задача выбора оптимального соотношения между жесткой охраной и разумным преобразованием геосистем (Исаченко, 1980) . В большей части случаев, даже в условиях интенсивного воздействия техногенного фактора, природная составляющая геосистем преобладает над техногенной. Поэтому при прогнозировании прежде всего следует учитывать естественные изменения природной среды, связанные с развитием геосистем.
В ландшафтно-геохимическом прогнозировании природные особенности вещества геосистем рассматриваются как фон прогноза, на который техногенные факторы накладывают возмущения, приводящие к изменению вещественного баланса. Накопление этих изменений приводят к возникновению антропогенных производных геосистем, но геосистема – объект прогноза – по прежнему остается природным образованием. Лишь в отдельных локусах природной среды возникает новый класс образований, в которых техногенные факторы довлеют над природными, - это образования Сачава (1978) предложил называть геотехническими системами, или контролируемыми геосистемами. Однако и антропогенные факторы опосредуются природными, в связи с чем создаваемые человеком сооружения связанные с ними компоненты природной среды в целом способны изменяться по законам природы. (Исаченко, 1980) Поэтому даже при интенсивной антропогенизации геосистем основное внимание ландшафтоведов-геохимиков должны привлекать природные процессы.
Отправными моментами для ландшафтно-геохимического прогноза служат:
естественные эволюционные и динамические тенденции и закономерности;
планы социально-экономического развития, учитывающие прогресс техники.
Современный уровень знаний о природных процессах , неоднозначность планов и невозможность предсказания прогресса в технологиях обуславливают неоднозначность географического прогноза, приводящую его к многовариантности.
Ландшафтно-геохимический прогноз, обращаясь к устойчивости геосистем, напрямую смыкается с проблемой нормирования антропогенных нагрузок на геосистемы.
Нагрузка называется мера антропогенно-технического воздействия на ландшафт в форме изъятия, привнесения или перемещения веществ аи энергии, изменения пространственной структуры. Допустимой формой антропогенной нагрузки считается величина, при которой не происходит существенных нарушений свойств и функций ландшафта. Основной частью исследований по определению допустимых норм нагрузки является эксперимент, включающий обоснование и выбор объектов изучения, измерение нагрузки, определение зависимости состояния от нагрузки и разработка основ норм.
Ландшафтно-геохимическое нормирование антропогенных воздействий на природную среду должно базироваться на ландшафтно-динамической концепции учения о геосистемах. Сачава (1978)
Таким образом, разработка ландшафтно-геохимического прогноза и норм антропогенных нагрузок на геосистемы, нарду с детальным изучением естественного развития геосистем, требует использования специальных методов исследования, объединенных понятием “географический эксперимент”. Понятие эксперимента трактуется в научной, в том числе и географической, литературе неоднозначно.
Согласно БСЭ (1978) экспериментом называется “метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явления действительности” (т.30, с.6). В Географическом энциклопедическом словаре (1988) указывается, что основной принцип экстремальных методов в физической географии заключается в наблюдении изменений, происходящих, в объекте, явление или процессе под воздействием факторов, интенсивность или продолжительность действия которых может меняться по желанию экспериментатора. По мнению Э. Неефа (1974), география не может проводить эксперименты методами точных наук.
В противоположность этим авторам существует точка зрения на эксперимент, значительно расширяющая его поле деятельности. Сачава (1969) считая что, в географии имеет право на существование самая широкая трактовка понятия “эксперимент” , объединяющая детальное изучение в природе географических явлений в количественно учитываемых условиях. По его мнению, “наблюдение за изменением в природе под влиянием какого – то фактора, регулируемого исследователем, -это один из возможных методов экспериментальной географии использование которого во всех видах экспериментальных работ вовсе не обязательно”. (Сачава, 1969)
С точки зрения таких авторов Семенов , Мамитко (1988); Семенов и другие (1987); Снытко и другие (1987,1989), термин “эксперимент” можно сравнивать с такими исследованием процессов в геосистемах, когда экспериментатор может по своему усмотрению задавать один из параметров.
Сам процесс получения данных в полевых и лабораторных условиях с принудительным изменением характера и степени воздействия одного из факторов можно назвать экспериментальным моделированием. В последнее время методы активных полевых и лабораторных экспериментов, позволяющие в достаточно короткие сроки получить информацию о характере и направленности геохимических процессов путем изменения отдельных параметров, получили широкое распространение.
Характеристика района исследований.
Географическое положение.
Центрально – Красноярский экономико-географический район представляет собой широко вытянутую полосу длиной почти 800 км –от границы Красноярского края с Кемеровской областью на западе до его границы с Иркутской областью на вотокею Ширина этой полосы 250-300 км, а площадь 200 тыс. км 2 . На севере район граничит с Нижне – Ангарским территориально – производственным комплексом (ТПК), на юге – с Саянским ТПК.
Район расположен в центре евроазиатского материка, вдали от морей и океанов, ближайшее расстояние до которых около 2 тыс. км. Его территория лежит на стыке трех крупных регионов Сибири – Западно – Сибирской равнины, Среднесибирского плоскогорья и гор Южной Сибири , в связи с чем имеет сложное геолого-геоморфологическое строение. Водный и тепловой режимы отличаются значительной контрастностью. Как следствие этого, растительность и почвенный покров характеризуется существенным разнообразием и пестротой. В горах и на севере территории преобладают ландшафты южной тайги и подтайги, а в межгорных впадинах и на подгорных равнинах – ландшафты основных лесостепей.
Район относится к макробассейну Северного ледовитого океана, речная сеть представлена Енисеем, его притоками и притоками Оби. Таким образом, преобладающее направление выноса материала – с юга на север.
Рассматриваемая территория объединяет 26 низовых административных районов. Хозяйство каждого из них так или иначе участвует в формировании КАТЭКа, потому что нормально функционирование локальных производственных звеньев комплекса невозможна без системы связей с прилегающими или более удаленными территориями.
Территория исследуемого района относится к разряду осваиваемых. Имеется в виду современный, качественно новый этап освоения высокой индустриальной основе – высокоинтенсивное освоение. Сочетание ряда благоприятных факторов обеспечивает минимальный объем капитальных вложений в развитие производительных сил района и максимальный выигрыш во времени при вводе в эксплуатацию создаваемых производственных объектов. Это и определило данную территорию как один из районов первоочередного освоения в пределах Сибири.
Исследуемая территория занимает периферийное положение по отношению к высокоразвитым районам европейской части страны, а в транспортном отношении – транзитное между востоком (Забайкалье Дальний Восток) и западом (европейская часть, Урал, Западная сибирь), между севером (развивающееся Приангарье, весь огромный север Красноярского Края) и югом (Саянский ТПК, Кузбасс и далее республики Средней Азии). Вместе с тем можно говорить и о “срединном” центральном положении района, рассматривая его окружении и непосредственном соседстве районов, зон, находящихся на разных стадиях экономического развития. Западной границей район соприкасается с западной Сибирью, с наиболее развитой ее частью – Кемеровской областью и в ее пределах с Кузбассом, откуда идут металл, некоторые виды машин и оборудования. На востоке близость Иркутско - Черемховского и Братско –Усть-Илимского ТПК создает условия для благотворного экономического воздействия. На юге соседство освоенных сельским хозяйством Минусинской и других котловин юга Красноярского края даст возможность создать и укрепить продовольственную базу промышленных центров КАТЭКа. В свою очередь, исследуемая территория, ее экономика уже теперь становится тыловой, опорной базой для развивающихся промышленных районов северной части Красноярского края и соседних областей.