Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология

Подождите немного. Документ загружается.

На картах эколого-геологических условий, синтетических по содержанию,

картографическими приемами отображают всю совокупность необходимых пара-

метров современной эколого-геологической ситуации. Такие карты являются

основной разновидностью карт, комплексно характеризующих эколого-геологиче-

скую обстановку любой территории. Аналитические же карты этого типа несут

достаточно полную пространственную информацию лишь об одной, как правило,

характернейшей и важной для решения поставленной задачи черте этой обстанов-

ки. Содержание таких карт может быть разнообразным, а число - достаточно боль-

шое. Например, на таких картах могут отображаться особенности эколого-геоло-

гических условий, обусловленные проявлением только ресурсной или только гео-

химической экологической функции литосферы или даже отдельными ее компо-

нентами. То же самое можно сказать и об особенностях эколого-геологических

условий, обусловленных проявлением других функций литосферы. Аналитиче-

ские карты, отражающие эти ситуации, целесообразно соответственно называть

"эколого-ресурсной картой", "эколого-геодинамической картой", "эколого-геохи-

мической картой" и "эколого-геофизической картой" (см. рис. 47).

Карты

эколого-геологического

районирования - это оценочные карты, на ко-

торых в тех или иных категориях дается оценка современного состояния эколого-

геологических условий, как правило, способом ранжирования их на классы состо-

яний. Это важнейший тип в составе эколого-геологических карт, являющийся ба-

зовым для прогнозных оценок и природоохранных рекомендаций. На этих картах

на основе имеющейся эколого-геологической информации дается ее оценка с по-

зиций комфортности и безопасности проживания человека и функционирования

экосистем. В легенде карт районирования, как и в легенде карт условий, обязатель-

но есть два блока: эколого-геологической информации о литосфере и ее компонен-

тах и информация об экосистемах и их биотической составляющей. Принципиаль-

ное отличие этой информации в том, что на карте условий это фактологические ха-

рактеристики, а на карте районирования - экологическая оценка этих характери-

стик с выделением классов состояния эколого-геологических условий литосферы

и связанных с ним зон экологического состояния экосистем. Пространственное

обособление территорий с определенным классом экологического состояния и яв-

ляется сущностью таких карт (Трофимов В.Т., 1993).

Карты эколого-геологического районирования по содержанию могут быть

синтетическими и аналитическими. Среди последних целесообразно выделять

"карты эколого-ресурсного районирования", "карты эколого-геодинамического

районирования", "карты эколого-геохимического районирования" и "карты эколо-

го-геофизического районирования" (см. рис. 47).

Карты

эколого-геологические

прогнозные отображают пространственно-вре-

менной прогноз изменения эколого-геологических условий в ходе естественной

динамики природной среды и главное - в процессе хозяйственного освоения тер-

ритории и функционирования природно-технических систем. На картах этого ти-

па может быть отражен как комплексный (по всей совокупности параметров, усло-

вий и вероятностных природных и техногенных воздействий), так и частный (из-

362

менение какого-либо одного фактора под воздействием определенного вида) про-

гноз изменения эколого-геологических условий. Первому случаю отвечает синте-

тическая, второму - аналитическая эколого-геологическая прогнозная карта.

Легенда карт этого типа по своей структуре близка к карте эколого-геологиче-

ского районирования. Ее принципиальное отличие заключается прогнозным ха-

рактером даваемых оценок.

Карты

эколого-геологические

рекомендательные базируются на эколого-гео-

логической и социально-экономической информации. На этих картах в графиче-

ской форме могут быть отображены рекомендации по широкому кругу вопросов -

от рационального использования территорий (с экологических и геологических

позиций) до регламентации хозяйственной деятельности и защиты объектов био-

и социосферы.

Карты этого типа составляются обычно как карты синтетические. Это обус-

ловлено тем, что они призваны в графической форме отобразить рекомендации

для целостного решения возникшей экологической задачи, связанной с особенно-

стями эколого-геологических условий.

Отнесение карт данного типа к категории эколого-геологических - вопрос

дискуссионный. Строго говоря, природоохранные карты, к которым, безусловно,

относятся карты рассматриваемого типа, составляют особую категорию, самосто-

ятельный класс тематических карт, которые помогают, способствуют принятию

управляющих решений. Однако характер информации, а точнее - эколого-геоло-

гическое обоснование содержания таких карт позволяет рассматривать их в каче-

стве "финального" блока карт эколого-геологического содержания.

Подразделение эколого-геологических карт по практическому назначе-

нию. По этому признаку эколого-геологические карты целесообразно подразде-

лять, как и инженерно-геологические, на общие и специальные. На общих по прак-

тическому назначению эколого-геологических картах характеристика параметров

эколого-геологических условий осуществляется без учета конкретного типа живо-

го, по отношению к которому оценивается их влияние, и без учета конкретного, уз-

ко целевого использования карт. В силу этого общие эколого-геологические карты

являются картами многоцелевого назначения. В отличие от них на специальных

картах отображается только эколого-геологическая информация, необходимая для

решения данной задачи.

При таком подходе на общих по назначению картах эколого-геологических

условий отображается вся совокупность параметров, определяющих современ-

ную эколого-геологическую обстановку. На специальных картах эколого-геологи-

ческих условий отображаются только те их факторы, которые необходимы для ре-

шения конкретной эколого-геологической задачи, например, оценки влияния при-

родной радиоактивности горных пород на человека.

Аналогичным образом отображается необходимая информация на картах эко-

лого-геологического районирования и прогнозных. На общих по назначению их

разностях выделяются региональные или чаще типологические таксономические

единицы, относительно однородные по совокупности эколого-геологических

363

условий, причем однородность определяется, как правило, в соответствии с наи-

более распространенными классификациями или личными построениями автора.

На специальных картах однородность условий выделяемых таксонов определяет-

ся в соответствии с той классификацией, которая в наибольшей степени отвечает

решению поставленной задачи и, как правило, "задается" техническим заданием.

Прогнозные данные об изменении эколого-геологических условий под влия-

нием наиболее типичных природных и техногенных воздействий отображаются

на общих по назначению картах. Вероятные изменения

тех

же условий под воздей-

ствием определенного типа и интенсивности - предмет показа на специальных

эколого-геологических прогнозных картах.

Подразделение эколого-геологических карт по масштабу. По этому при-

знаку эколого-геологические карты подразделены на обзорные (масштаб мельче

1:1500

000), мелкомасштабные

(1:1000

000-1:500 000), среднемасштабные

(1:200 000-1:50 000) и крупномасштабные (1:25 000 и крупнее).

Обзорные и мелкомасштабные эколого-геологические карты имеют, главным

образом, научное и учебное значение и могут использоваться при проработке во-

просов на этапах предпроектных разработок. Среднемасштабные карты являются

основными по масштабу картами, с достаточной детальностью освещающими

особенности эколого-геологических условий. Они могут использоваться на тех же

этапах, а также непосредственно при проектировании объектов. Крупномасштаб-

ные карты, в большинстве случаев составляемые как карты специальные, исполь-

зуются непосредственно при проектировании объектов и экологически ориенти-

рованных мероприятиях, включая защитные.

Подразделение эколого-геологических карт по характеру обновления пе-

редаваемого материала. С этой позиции целесообразно выделять два типа эколо-

го-геологических карт: с фиксированным содержанием информации и с перманен-

тно дополняемой (пополняемой) информацией.

Подавляющая часть эколого-геологических карт, уже составленных и которые

будут составляться и издаваться, относится к первой их категории. Главный недо-

статок - статичность, хотя эколого-геологическая обстановка является системой

динамической. Этот недостаток может быть преодолен путем составления карт

с перманентно дополняемой информацией. Такие карты обычно называют дежур-

ными и их содержание постоянно пополняется новыми данными об изменении

эколого-геологических условий.

Как дежурные могут составляться эколого-геологические карты разных ти-

пов, разного содержания. В первую очередь - это аналитические карты эколого-

геологических условий, на которых отображаются все данные об установленных

изменениях отдельных компонент геологической среды. На их основе может по-

стоянно обновляться синтетическая по содержанию карта эколого-геологических

условий.

Наличие и анализ дежурных эколого-геологических карт позволят получать

оперативные и достоверные данные о динамике изменений и уже сформировав-

шейся измененности эколого-геологической обстановки. На этой основе можно

364

будет более обоснованно осуществлять мероприятия по рациональному, экологи-

чески ориентированному использованию территории, а в случае необходимости -

управление ею с помощью ограничительных или защитных мероприятий.

Об информационном обеспечении работ по составлению эколого-геоло-

гических карт. На рис. 48 выделены основные блоки информации, обеспечива-

ющей составление эколого-геологических карт того или иного типа.

Первый блок информации призван обеспечить возможность составления карты

эколого-геологических условий (обстановок) и включает широкий круг показателей

и характеристик, позволяющих оценить современное экологическое состояние ли-

тосферы (ее экологические свойства) и состояние экосистемы в целом или ее от-

дельных биотических компонентов. Эта информация может носить как точечный,

так и площадной характер и отражать результаты полевых исследований и литера-

турных и фондовых материалов. Для абиотических компонент экосистемы ее полу-

чает геолог, а для биотических - она собирается в соответствующих организациях

или заказывается профессионально ориентированным специалистам. Следует еще

раз подчеркнуть, что основное предназначение первого блока информации - систе-

матизация всех фактологических данных по рассматриваемой проблеме и мини-

мально ограниченный перечень информации по общегеологическим вопросам

(в рамках необходимой геологической привязки полученной информации).

365

Второй блок информации призван обеспечить две позиции - проведение райо-

нирования и ранжирование собранной информации на четыре класса состояния

эколого-геологических условий литосферы и установление связи с зонами эколо-

гической нарушенности территории. С первой позицией связан дополнительный

сбор материалов о факторах, обеспечивающих проведение целенаправленного

эколого-геологического районирования территории с учетом ее функциональной

организации. Вторая позиция базируется на нормативно-методических публика-

циях и не нуждается в дополнительной собственно эколого-геологической и гео-

логической информации.

Третий блок информации предназначен для составления прогнозных эколого-

геологических карт и включает получение данных о результатах режимных на-

блюдений, необходимых для выявления тенденций эволюции компонентов лито-

сферы при заданном уровне техногенной нагрузки, о планах хозяйственного раз-

вития территории и ожидаемой в связи с этим уровнем техногенной нагрузки.

Здесь существенным моментом является получение информации по режим-

ным наблюдениям за всеми компонентами природной среды и экосистемы, ото-

бражаемыми на эколого-геологических картах, и о реальном ходе хозяйственного

освоения или использования территории.

Важно подчеркнуть, что разработка природоохранных карт требует поиска и уче-

та данных, выходящих за пределы профессиональных интересов геолога. Именно

это требует

еопривлечения

для их составления специалистов соответствующего

профиля при разработке рекомендаций для принятия управляющих решений.

12.2. Типы созданных геологических карт

экологической направленности

Анализ опубликованных картографических материалов "экологической" на-

правленности в науках о Земле позволяет констатировать, что эта проблема при-

влекла к себе внимание широкого круга специалистов и, в первую очередь, почво-

ведов, географов и геологов, а в последнее время - биологов и представителей ме-

дико-санитарных служб. Рассмотрение более 250 публикаций и геологических

карт, авторы которых считали их экологически ориентированными, проведенное

с эколого-геологических позиций, позволило выделить в их составе три группы,

существенно различающихся по содержанию, полноте отображения и способу по-

каза информации. Для карт первой группы - это в разной степени, но все же пря-

мая эколого-геологическая оценка состояния картируемых объектов с выделением

классов состояния, отражающих условия существования (проживания) биоты.

На картах второй группы такой оценки уже нет; она производится только для гео-

логических объектов (например в виде характеристики их устойчивости, изменен-

ное™

и т.п.) без связи их с состоянием биоты. Для карт третьей группы — это тра-

диционная ситуационная геологическая информация по картируемым объектам,

366

которая может быть использована при составлении геологической основы эколо-

го-геологических карт.

Карты первой группы могут считаться собственно эколого-геологическими.

Они характеризуют систему

'"литосфера-биота

(человек)" либо систему "техно-

генно измененная литосфера-биота (человек)". Поэтому цветовая закраска на них

отдается оценочной эколого-геологической информации (классам состояния

эколого-геологических условий литосферы, определяющим условия существо-

вания биоты и человека). Элементы ландшафтного или геолого-структурного

районирования, а также техногенная нагрузка на литосферу являются той осно-

вой, которая обеспечивает показ граничных условий выделяемых геологических

или иных природных тел и возможность оценки характера и интенсивности тех-

ногенного воздействия.

В качестве примера сошлемся на Геоэкологическую карту масштаба

1:1

000 000 (фрагмент) территории Российской Федерации и сопредельных госу-

дарств, составленную И.М.Ципиной, В.Н.Островским,

С.Л.Диковской

и др. Ее со-

держание разрабатывалось большим коллективом специалистов из научных, учеб-

ных и производственных организаций. На карте цветовая закраска отдана оценке

"экологического состояния геологической среды" на основе анализа ее гидрогео-

логических, инженерно-геологических, геокриологических и геохимических ком-

понентов в естественных и техногенно измененных условиях. Выделены террито-

рии разной степени благоприятности геологической среды для проживания чело-

века и хозяйственного освоения с ранжированием на три класса состояний. Крите-

риями такой оценки приняты: уровень залегания грунтовых вод, загрязненность

подземных вод, сейсмичность, пораженность территории экзогенными геологиче-

скими процессами, техногенная нарушенность горных пород (техногенные ланд-

шафты), загрязнение почв и донных осадков, радиоактивные загрязнения, модуль

техногенной нагрузки, степень измененности ландшафта.

К рассматриваемой группе карт можно отнести и карты, отражающие загряз-

ненность геологической среды с оценкой ее экологических последствий. Таковой

является Карта радиоактивного загрязнения местности

(цезием-137)

масштаба

200 000 ряда областей европейской части России. Критерием оценки на этой

карте приняты условия проживания людей с учетом уровня загрязнения.

Для крупномасштабных карт, в частности для Махачкалы, в основу оценки

экологической обстановки А.Л.Рагозиным, В.А.Пырченко и их соавторами (1996 г.)

положен учет колебания уровня Каспийского моря, непосредственно отража-

ющийся на условиях жизнедеятельности населения, и интенсивность развития

связанных с ним геологических процессов (подтопление, заболачивание, засоле-

ние, абразия, нагоны и др.). С учетом уровня техногенного воздействия для город-

ской территории выделены районы весьма неблагополучные, неблагополучные

и относительно благополучные для проживания и жизнедеятельности населения.

Близкие по идеологии карты составляются географами и почвоведами с ак-

центом, в первом случае, на характеристику ландшафтов, а во втором, - плодоро-

дия почв. Среди эколого-географических карт отметим Карту интегральной оцен-

367

ки экологического состояния европейской территории России масштаба

4 000 000 (Л.В.Злотина,

Р.С.Чалов

и др.). В ее основе лежат частные схемы райо-

нирования территории (10 схем), отражающие воздействие антропогенных нагру-

зок на экосистемы в целом и их составные части с учетом степени их измененно-

сти. Одновременно анализировались и природные предпосылки экологической

напряженности картируемой территории. Схемы районирования составлены

по степени радиационного загрязнения территории, загрязнения почв тяжелыми

металлами и пестицидами, поверхностных вод - фосфором (вследствие эрозии

почв), эрозионно-экологическому состоянию пахотных земель, современной заов-

раженности территории, антропогенной измененности русел и размывом берегов

рек, неблагоприятным проявлениям гидрологического режима рек и его антропо-

генным изменениям, экологическому состоянию районов нефтегазовых место-

рождений, экологическому состоянию акваторий морей, загрязненности воздуш-

ных бассейнов городов по суммарным выбросам ингредиентов в год. Этот комп-

лект дополнен схемой заболеваемости населения. Каждый из показателей по сово-

купности качественных параметров ранжировался по пяти баллам, отражающим

уровень экологической напряженности (ранги остроты экологической ситуации).

Кроме того, каждому показателю на основе экспертных оценок присваивается ве-

совой коэффициент от 1,0 до 0,5. С их учетом максимально возможная сумма бал-

лов для определенной территории составила 23,5, а минимальная 0. Этот интервал

и был ранжирован на пять групп, отражающих экологическую ситуацию на карте.

Как отмечают сами авторы, эта карта не претендует на полноту учета всех факто-

ров; однако она дает достаточно обоснованную картину современной экологиче-

ской ситуации. Нам представляется, что карты подобного содержания можно

с уверенностью относить к картам эколого-географического типа.

В качестве примера эколого-почвенной карты можно привести Карту эколого-

агрогеохимического районирования Московской области (В.Н.Башкин, В.П.Учва-

тов,

А.Ю.Кудеярова

и др.). На ней цветом выделены районы по экологически опти-

мальной биопродуктивности агроландшафтов, совмещающих получение необхо-

димого урожая с минимизацией негативного воздействия на окружающую среду

и человека. В качестве критериев оценки использовались содержание биофиль-

ных элементов и тяжелых металлов в биогеохимических цепях (снег, почвы, по-

верхностные и грунтовые воды, растительность) с одновременной оценкой поряд-

ка 30 физиологических параметров у 150 пациентов - жителей сельских районов

Подмосковья. Затем на компьютере проводился анализ взаимосвязей между пара-

метрами природной организации территории (уровнем антропогенной нагрузки -

атмотехногенная поставка, количеством вносимых удобрений и мелиорантов и т.д.),

содержанием загрязнителя в различных звеньях биогеохимических пищевых це-

пях и состоянием физиологических систем региональной популяции человека.

Карты второй группы характеризуют измененность, пораженность или ус-

тойчивость литосферных блоков в рамках природной литосистемы или литотех-

нической системы. Цветовая закраска на них отдается показу степени измененно-

сти либо степени устойчивости картографируемого объекта. Это и карты, отража-

368

ющие степень пораженности территории геологическими процессами природного

и техногенного происхождения, уровень или степень загрязненности приповерх-

ностной части литосферы и подземных вод (природные и техногенные геохимиче-

ские аномалии), аномалии геофизических полей, состояние минерально-сырье-

вых ресурсов и т.д. На этих картах отражается степень измененности литосферно-

го блока или его компонентов по площади, глубине и интенсивности, но без оценки

воздействия этих изменений на биоту и человека. Они включают в себя и группу

карт "опасности", связанной с оценкой геологических процессов природного и ан-

тропогенного происхождения (карты сейсмического районирования, лавиноопас-

ных районов, селевой опасности, районирования по степени карстовой опасности,

опасности подтопления, карта эрозионноопасных земель и др.). Определение ка-

тегории опасности дается на основании соответствующего ранжирования коэффи-

циента пораженности территории процессом, его интенсивности - по объему сно-

симого материала или на основании экспертной оценки.

В качестве примера можно привести макет карты устойчивости массивов по-

род к техногенным воздействиям В.Т.Трофимова,

Н.С.Красиловой

и др., на кото-

рых за критерий устойчивости принимается вероятность возникновения неблаго-

приятных антропогенных процессов под действием техногенной нагрузки опреде-

ленного характера и интенсивности. Оценка дается с учетом состава, состояния

пород в массиве, сейсмичности, энергии рельефа, пораженности геологическими

процессами, наличия в массиве потенциальных поверхностей разрушения, степе-

ни влажности или обводненности пород. В числе техногенных воздействий рас-

сматриваются статические и динамические нагрузки определенной интенсивно-

сти в условиях техногенного увлажнения и без него, изменения и колебания уров-

ня подземных вод, воздействия водного потока с различными скоростями и др.

Экологическое значение подобных карт второй группы заключается в том, что они

позволяют определить предельно допустимую интенсивность техногенных нагру-

зок и техногенных изменений, превышение которых может вызвать негативные

последствия для существования биоты и комфортности проживания человека.

К этой группе также следует отнести карты риска и ущерба, получившие ши-

рокое распространение за последнее время. Такие карты составляются как для от-

дельных городов, так и для больших территорий. Например, для Махачкалы такая

карта составлена А.Л.Рагозиным, В.А.Пырченко,

И.О.Тихвинским.

На ней дана

оценка экономического риска от таких процессов, как затопление, абразия, под-

топление, сейсмические воздействия и т.п., связанные с подъемом уровня Каспия.

Оценка геологического риска для больших территорий (на уровне областей) про-

водится в зависимости от развития ущербообразующих процессов, возникающих

при техногенных воздействиях в определенной инженерно-геологической обста-

новке, качественно с выделением градаций, или полуколичественно с использова-

нием балльных шкал.

Карты третьей группы представляют собой, несмотря на то название, кото-

рое дали им авторы, в разной степени модифицированные традиционные геологи-

ческие, тектонические, геоморфологические, гидрогеологические, геокриологи-

369

ческие, геохимические и другие карты геологического цикла. Это самая многочис-

ленная группа карт, несущая информацию о распространении геологических явле-

ний, ареалах рассеивания элементов, функциональной структуре территории, ис-

точниках техногенного загрязнения, содержании загрязняющих элементов, харак-

теристиках значений физических полей, метрических параметрах рельефа, геоло-

гическом строении территории, разрывных тектонических нарушениях, зонах по-

вышенной проницаемости и т.д. Имеющаяся на них информация может и должна

быть использована при составлении эколого-геологических карт, но сами карты

не могут претендовать на такое название, хотя

ряде случаев авторы называют

их "геоэкологическими ".

Результаты анализа содержания "экологизированных" геологических карт

свидетельствуют о чрезвычайно широком диапазоне отображаемых показателей и

их оценок, а главное - об отсутствии до сих пор согласованных представлений

о содержании таких карт и способах показа на них необходимой информации.

Каждый автор или авторский коллектив решал задачу применительно к своему ви-

дению проблемы. Отсюда - отсутствие единых представлений о содержании и

конкретной информации, обязательной для показа на эколого-геологических кар-

тах. В этом плане они отличаются от геологических, инженерно-геологических,

гидрогеологических карт, за названиями которых стоят общепринятое и узаконен-

ное директивными и методическими документами содержание и способ отобра-

жения передаваемой информации.

Для экологически ориентированных геологических карт наметилось близкое

понимание их содержания по двум следующим позициям:

обязательность показа источников техногенного воздействия на литосферу

с указанием вида, объема и режима выбросов;

проведение функционального зонирования территории и составление таких

карт на основе ландшафтной карты, карты типологического инженерно-геологи-

ческого районирования или карты чувствительности (устойчивости) приповерх-

ностной части литосферы к техногенному загрязнению.

Однако могут быть и другие варианты. Это позиция, которую не следует ли-

митировать и создавать жестких рамок. Что же касается основной смысловой (со-

держательной) нагрузки эколого-геологических карт, которой отдается цветовое

изображение, единых представлений пока не выработано.

В заключение еще раз подчеркнем, что собственно эколого-геологическими

картами следует называть только карты первой группы, а за остальными - сохра-

нить их прежние названия, не стараясь придавать им ложную экологическую на-

правленность только изменением их названия.