Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Глобальный (биосферный) мониторинг - Coggle Diagram
Глобальный (биосферный) мониторинг
Дистанционное зондирование биосферы
Основная задача, состоит в получении пространственно-временной информации о состоянии и структурно-функциональных изменениях мега- и макроэкосистем, загрязнении больших участков атмосферы, акваторий водоемов крупных массивов лесов и других объектов земной поверхности.
Для получения этой информации используются различные методы:
аэрофотосъемка
многозональная космическая съемка
спектро- и радиометрирование в видимой, ближней и средней инфракрасной и микроволновой областях спектра
По данным космических наблюдений возможно дешифрирование таких неблагоприятных явлений, как массовое заболевание сельскохозяйственных растений и загрязнение лесов, ареалы распространения которых трудно установить с помощью наземных средств
Одним из важных аспектов глобального мониторинга является получение оперативной информации о состоянии тех объектов наблюдения, которые быстро изменяются во времени и пространстве
В целом использование дистанционных методов дает возможность охватить примерно 60% всех разделов биологического, 90% геофизического и 25% геохимического мониторинга
Для определения фоновых характеристик экосистем помимо проведения наземных наблюдения необходимо дистанционное зондирование территории биосферных заповедников, национальных парков и других природоохранных объектов.
Особенность зондирования заключается в съемке обширных территорий с одновременной фиксацией состояния как ненарушенных, так и измененных человеком природных систем.
По результатам съемок производится изучение состава, структуры и функционирования природных экосистем с целью выявления естественных закономерностей их развития.
Последующее сравнение ненарушенных и нарушенных комплексов позволяет установить, направление и степень антропогенной трансформация природной среды, дать ее оценку и поставить прогноз дальнейшего развития изучаемых объектов.
Глобальный мониторинг и критерии оценки изменения биосферы
Глобальный мониторинг
Регулярное слежение за планетарными процессами и явлениями в биосфере с целью оценки и прогноза их изменений под влиянием антропогенных и естественных факторов
Этот вид мониторинга необходим для решения
Овладения приемами и механизмами управления региональными природно-антропогенными процессами и биосферой в целом
Планетарных проблем природопользования и охраны окружающей среды
Материалы наблюдений позволяют выявить
Масштабы и характер антропогенных изменений природных систем
Определить негативные последствия хозяйственной деятельности в различных ландшафтных зонах и при разных способах общественного производства
Основная задача
Наблюдения и контроль за главными параметрами современной биосферы с целью достоверной фиксации их периодических и направленных изменений, экологической оценки ответных реакций природных систем на антропогенные воздействия, охватывающие крупные части биосферы
Оценка антропогенных изменений природной среды осуществляется с помощью двух групп критериев
Показателей загрязнения среды
Составляют загрязнители, оказывающие существенное негативное воздействие на природные системы
Согласно И.М.Назарову (1977), к ним относят
Мутагенные ингредиенты глобального значения - радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен и другие
Вещества регионального распространения, способные переноситься на большие расстояния и вызывать суммарный эффект глобального масштаба (двуокиси серы и азота, нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы и др.)
Вещества, воздействующие на геофизические системы в атмосфере (углекислый газ, аэрозоли, вещества, влияющие на содержание озона и др.)
Структурно-функциональных характеристик биосферы
Отражают изменения в составе природных систем и интенсивности протекающих в них естественных процессов (изменения видового состава, соотношения различных трофических групп, скорости деградации экосистем и др.)
Особое значение имеют интегральные характеристики
Соотношение фактической и потенциальной продуктивности для данных физико-географических условий
Интенсивность биологического круговорота и другие
Величина первичной продукции биогеоценозов
Наземные наблюдения за состоянием и изменением биосферы
Ведутся на специальных стационарах, которые в зависимости от назначения подразделяют на базовые, (фоновые) и региональные станции
Базовые станции служат для получения информации о фоновом (исходном) состоянии биосферы
Предназначены для выявления медленных негативных процессов, характеризующих состояние биосферы в целом и поэтому наиболее опасных с точки зрения своих последствий
Организованы и функционируют главным образом в составе биосферных заповедников
Региональные станции создаются с целью получения информации о состоянии биосферы в зонах, подверженных влиянию хозяйственной деятельности человека.
Служат для фиксации сравнительно быстрых изменений природной среды
Важной задачей глобального мониторинга является выбор местоположения фоновых станций и биосферных заповедников, разработка программ и унификация методов проведения мониторинговых наблюдений
Глобальные модели и прогнозирование изменений биосферы.
В связи с глобальным характером антропогенных изменений природной среды возникла необходимость выявления наиболее опасных тенденций развития биосферы и поиска путей их преодоления.
В этой ситуации наиболее перспективным способом получения глобальных оценок и прогноза становится математическое моделирование.
Первая попытка математического моделирования была предпринята в 1971 г. американским исследователем
Дж.Форрестером
Его модель содержала два экологических параметра: загрязненность среды и численность населения
Другими словами необходимо глубокое исследование динамики природных систем как целостных образований, их реакции на хозяйственную деятельность человека.
Примером подобного подхода к моделированию глобальных экологических процессов может служить имитационная модель биосферы, разработанная в Вычислительном центре АН СССР
Основная цель разработки данной модели оценка и выявление тенденций эволюции биосферы при различных вариантах природопользования и определение пути гармоничного развития общества и природы.
В соответствии с таким представлением о структуре биосферы модель включает три основных взаимодействующих блока:
"Атмосфера (климат)"
рассматриваются баланс солнечной энергии, глобальный круговорот азота, загрязнение воздушного бассейна. Определены важнейшие параметры климата (прежде всего температура и осадки), изменяющиеся под влиянием хозяйственной деятельности человека.
"Океан"
рассмотрены обмен СО2 между океаном и атмосферой, загрязнение океанических вод, функционирование биоты.
"Регионы суши"
природными и политическими границами. На территории суши рассмотрены биогеохимические циклы углерода и азота в условиях естественной и сельскохозяйственной растительности, обмен СО2 с атмосферой, демографические и экономические процессы. Каждый регион суши генерирует загрязнения трех типов: поступающие на континенты, в океан и в атмосферу.
Экологические процессы в пределах каждого участка характеризуются величинами накопления углерода и азота в живой и мертвой фитомассе, в подстилке и гумусе.
Модель дает возможность рассчитать изменения ряда экологических, климатических и демографических характеристик в отдельных регионах Земли на длительный период времени при различных сценариях хозяйственной деятельности человека.