ЛЕКЦИЯ 5. МОНИТОРИНГ БИОРАЗНООБРАЗИЯ.

1. Понятие «мониторинг биоразнообразия»

2. Создание баз данных и геоинформационных систем (ГИС)

4. Глобальная система наземных наблюдений (GTOS)

1. Понятие «мониторинг биоразнообразия»

Проблема мониторинга природных процессов и состояния окружающей среды активно разрабатывается начиная с 1975 года. Вполне естественно, что мониторинг прямо связан с инвентаризацией природных объектов. Действия по определению целей и задач мониторинга проводят в два этапа. На первом этапе – информационном – устанавливается факт изменений тех или иных показателей и определяется их масштаб и скорость. Второй этап важен для анализа причин наблюдаемых изменений, определения их экологических и экономических последствий. Данные, получаемые в процессе мониторинга, служат основой для составления экологического прогноза.

Экологический мониторинг – система слежения за процессами, происходящими в экосистемах, популяциях и организмах (включая и человека) под влиянием изменения среды обитания. Различаются фоновый и локальный мониторинг. В первом случае объектом наблюдения служит биосфера в целом и ее крупные подразделения – биомы. Во втором – антропогенные изменения конкретных объектов (экосистем). Особый вид мониторинга – биологический. В этом случае оценивается состояние видов растений и животных и целых экосистем, причем по состоянию этих «живых приборов» судят о влиянии деятельности человека. Широкое развитие получил аэрокосмический мониторинг, когда состояние экосистем оценивается по снимкам, сделанным с самолетов или космических аппаратов.

Экологический мониторинг предполагает наличие некоторых стандартных характеристик среды, которые позволяют оценивать ее состояние. В настоящее время экологическое нормирование является развитой областью прикладной экологии. Разработаны системы нормативов для оценки состояния всех сред (атмосферы, воды, почвы), предельно допустимых нагрузок на популяции и экосистемы, предельно допустимого содержания токсичных веществ в продуктах питания и непосредственно в тканях человека.

На основе данных экологического мониторинга разрабатывают прогнозы дальнейшего изменения наблюдаемых признаков и принимают решения для улучшения экологической ситуации за счет снижения влияния хозяйственных объектов на окружающую среду.

В России сложились отраслевые системы сбора информации о состоянии используемых биологических ресурсов в сельском, лесном, рыбном, охотничьем хозяйстве, государственной санитарно-эпидемиологической службе, службе земельного учета, водном хозяйстве, системе особо охраняемых природных территорий. Однако, отраслевые системы учета биоресурсов охватывают биоразнообразие не полностью, они разобщены, используют различные параметры и методы сбора данных. Эффективность работы многих из них в последние годы сильно снизилась.

Мониторинг должен обеспечивать органы управления, научные, общественные организации, коммерческие структуры и население информацией о состоянии биоразнообразия и тенденциях его изменения. Конкретные задачи, построение, обеспечение системы мониторинга и использование его результатов определяются в зависимости от объекта мониторинга и условий его осуществления. Оперативная информация о состоянии биоразнообразия должна позволять своевременно корректировать управляющие воздействия, направленные как непосредственно на биосистемы, так и на социально-экономические процессы, влияющие на них. Наиболее общая информация о биоразнообразии должна входить в национальную отчетность о состоянии среды.

Основные задачи

· Инвентаризация биоразнообразия на популяционном, видовом и экосистемном уровнях, а также инвентаризация почв. Выявление и оценка состояния особо ценных, редких и находящихся под угрозой исчезновения объектов биоразнообразия и почв. В первую очередь инвентаризацию биоразнообразия необходимо провести в регионах, где наиболее высока опасность его разрушения, что даст возможность максимально быстро приступить к разработке и реализации программ по сохранению биоразнообразия в этих регионах.

· Формирование системы мониторинга биоразнообразия, его непрерывная реализация, обеспечение системы управления данными, необходимыми для принятия решений.

Многообразие и сложность объектов мониторинга, различия условий в регионах не позволяют строить систему мониторинга в России по единому образцу. Эффективную единую государственную систему мониторинга биоразнообразия (как подсистему ЕГСЭМ – Единой государственной системе экологического мониторинга) необходимо создавать путем организации единого информационного пространства и развития распределенной системы относительно самостоятельных региональных, отраслевых и других информационных структур.

Система мониторинга биоразнообразия должна включать следующие взаимосвязанные подсистемы:

- Федеральный информационно-аналитический центр по биоразнообразию, координирующий работу по сбору, хранению и анализу данных и ориентированный на обеспечение управленческих действий федерального уровня, а также выполнение международных обязательств России в области сохранения биоразнообразия.

- Региональные системы мониторинга биоразнообразия на базе региональных центров мониторинга при обязательном участии заповедников и биологических станций. Эти системы ориентированы на информационную поддержку управленческих решений регионального уровня, а также на сбор и обработку информации, запрашиваемой федеральным центром мониторинга.

- Отраслевые системы мониторинга биоресурсов в сельском, лесном, рыбном, охотничьем хозяйстве, санитарно-эпидемиологической службе, водном хозяйстве, системе особо охраняемых природных территорий.

- Информационная система по генетическим ресурсам.

- Система анализа данных о состоянии земель и почв.

- Система анализа данных о состоянии абиотических компонентов окружающей среды в аспекте сохранения биоразнообразия.

- Система анализа данных дистанционного зондирования.

- Системы анализа данных общей госстатистики (для учета воздействий человека на живую природу) и данных мониторинга общественного мнения (для выявления отношения различных общественных групп к биоразнообразию).

Для формирования системы мониторинга необходимы следующие действия.

- Организация федерального и региональных информационно-аналитических центров по биоразнообразию.

- Разработка системы индикаторов биоразнообразия, включая показатели состояния популяций, видов, сообществ и экосистем, а также показатели состояния здоровья организмов в природных популяциях; разработка схемы территориального размещения наблюдения, методик использования современных технических средств, включая дистанционные системы сбора информации.

- Разработка единых стандартов сбора, хранения и представления информации о биоразнообразии с учетом существующих отраслевых традиций.

- Корректировка в соответствии с целями сохранения биоразнообразия традиционных отраслевых систем учета биоресурсов, включая систему мониторинга на особо охраняемых природных территориях.

- Организация информационной системы по генетическим ресурсам.

- Организация связи с системами мониторинга состояния абиотических компонентов окружающей среды.

- Организация связи с системой государственного мониторинга земельных ресурсов; создание системы мониторинга охраняемых почв.

- Организация системы сбора данных о состоянии не используемого в экономике биоразнообразия вне особо охраняемых территорий. Существенный объем данных в этой области может быть получен от научных организаций, любителей природы, учащихся.

- Разработка методов и систем учета данных о деятельности хозяйственных структур для оценки их воздействия на состояние биоразнообразия.

- Организация использования данных дистанционного зондирования для мониторинга биоразнообразия.

- Согласование и информационная интеграция региональной и отраслевой информации о биоразнообразии.

- Организация подготовки данных мониторинга биоразнообразия для их использования в системах принятия решений на всех уровнях государственного управления и во всех секторах экономики.

- Обеспечение подготовки технико-оперативного персонала и руководителей информационных центров по биоразнообразию.

2. Создание баз данных и геоинформационных систем (ГИС)

С целью обобщения и анализа данных о видах животных и растений, нуждающихся в охране, о ключевых биотопах, экосистемах и ландшафтных комплексах создаются информационные системы, позволяющие оперативно управлять процессами сохранения биоразнообразия. Использование ГИС весьма эффективно, поскольку эти системы содержат четкие критерии для оценки земель под разные виды землепользования и позволяют судить об экологическом состоянии ландшафта, разрабатывать рекомендации по охране и рациональному использованию природных ресурсов. Многократно возрастают возможности обновления базы данных. Так, программа GisMaster обеспечивает использование одной или одновременно нескольких карт с просмотром, поиском и выбором объектов, печатью карт или их фрагментов, редактированием, нанесением графической информации любого вида, наложением баз данных с графической интерпретацией в удобном виде и масштабе.

Многие программы ГИС позволяют оперативно управлять информацией о границах существующих и проектируемых ООПТ с использованием различных баз данных. Предпочтение отдается таким программам ГИС, которые обеспечивают подготовку статистических данных, тематических карт, создают основу для пространственно-временного анализа данных, экологического моделирования, а также позволяют осуществлять мониторинг биоразнообразия.

В последнее время для проведения регионального мониторинга биоразнообразия разрабатываются экологические информационные системы (ЭИС). Они уступают существующим программам ГИС в географической точности и наглядности, но обладают рядом преимуществ, таких как дешевизна, экономичность в использовании ресурсов, а также простота в освоении, эксплуатации и интерпретации выходных данных.

3. Биоиндикация и биотестирование

Препятствием при экологических исследованиях часто становится сложность применения методов анализа, труднодоступность и дороговизна оборудования, значительные затраты времени, необходимого для получения достоверных данных. В результате получение конкретных результатов задерживается и необходимое решение принимается с опозданием или не принимается вообще. В связи с этим в современных экологических исследованиях все чаще используются методы биоиндикации и биотестирования. Метод биоиндикации основан на биологической информации, получаемой при исследовании видового состава той или иной экосистемы. Этот метод широко применяют при мониторинге водной среды, воздушной среды и почвы. В отличие от биоиндикации, биотестирование является экспериментальным методом, суть которого в быстром и обобщенном определении качества среды при ее действии на лабораторные культуры тест-организмов. Методы биотестирования перспективны для экспрессной интегральной оценки, благодаря чему полезны при рекогносцировочных исследованиях и хорошо дополняют метод биоиндикации.

К достоинствам методов биоиндикации и биотестирования можно отнести следующие: чувствительность, экспрессность, универсальность (применимость в различных регионах), информативность и доступность, то есть относительную дешевизну в использовании. Так, метод лихеноиндикации основан на закономерном исчезновении эпифитных лишайников при возрастании содержания загрязняющих веществ в воздухе, он не требует дорогостоящего оборудования; для его применения нужен только подготовленный исследователь, способный распознать в природе разные виды лишайников.

В оценке состояния пресноводных водоемов широкое распространение получил метод биотического индекса (БИ). Он основан на известной закономерности последовательного исчезновения видов или целых систематических групп беспозвоночных животных по мере загрязнения водоема. Большинство методов биоиндикации наглядны и эстетичны. Работать этими методами легко и приятно, а простота, с какой производится оценка качества воздуха, воды и почвы, делает их доступными широким группам населения.

4. Глобальная система наземных наблюдений (GTOS)

Мониторинг биоразнообразия не может проводиться в отрыве от наблюдения за другими компонентами окружающей среды и происходящими в ней процессами, так как на биотические сообщества оказывают большое влияние и глобальные изменения климата, и уровень содержания тех или иных химических веществ в атмосфере, и особенности землепользования. Вопрос о необходимости осуществления глобальной программы мониторинга для сбора сопоставимых данных в разных типах экосистем был поставлен еще в 1972 году на Стокгольмской конференции по окружающей среде и развитию.

Организационные усилия завершились созданием программы Глобальной системы наземных наблюдений. Согласно содержанию программы, сбор данных о наземных и пресноводных экосистемах планируется проводить на пяти уровнях с разной частотой и детальностью, а обмен полученными результатами и накопленными базами данных – с помощью INTERNET через национальные и региональные центры. На центр GTOS, который пока не создан, и секретариат GTOS возлагается при этом важная задача поддержания оперативной справочной системы о месте нахождения той или иной информации. Предполагается, что на начальную фазу формирования GTOS потребуется около 5 лет и по завершении ее можно будет получить требуемую информацию о состоянии различных экосистем даже из самых удаленных районов мира.

Нормальное функционирование GTOS невозможно без развития сети биосферных заповедников. В 1996 году общее число биосферных заповедников достигло 337; они расположены в 85 странах, в том числе 18 в России. Несмотря на развитость сети биосферных заповедников и других ООПТ, на территории которых проводится мониторинг, Россия пока официально не участвует в создании Глобальной сети наземных наблюдений. Скорее всего, это задача ближайшего будущего.

В настоящее время в России создается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) с задачами и функциями, близкими к таковым GTOS. В основу развития ЕГСЭМ положен опыт функционирования региональных сетей мониторинга, в частности программа экологического мониторинга Мещерской низменности на территории Владимирской и Рязанской областей. Осуществляется аналогичный проект экологического мониторинга в Псковской области. Цель проекта – получение количественных данных о поступлении биогенов в Чудское озеро.

Охрана отдельных видов обеспечивается принятием специальных законов, подобно закону о сохранении исчезающих видов. Образцы или семена редких и исчезающих видов хранятся в музеях и банках семян, а ботанические сады и зоопарки подчас служат их последним пристанищем. Однако наилучший путь, путь, ведущий к успеху – создание национальных парков и заповедников.

5. Законодательная защита видов

После того как установлено, что конкретные виды нуждаются в защите, можно принимать законы и подписывать договоры для реализации такой защиты. Национальные законы защищают виды внутри стран, международные соглашения регулируют торговлю видами между странами.

6. Национальные законодательства

Во всем современном мире национальные правительства вместе с национальными природоохранными организациями играют ведущую роль в решении задач сохранения всех уровней биологического разнообразия. Принимаются законы по организации национальных парков, регулированию человеческой деятельности в рыболовстве, лесозаготовках, выпасе скота, загрязнении воды и атмосферы. Международные договоренности реализуются на границах и касаются торговли редкими животными, находящимися под защитой договора в какой-то стране. Многие национальные законы направлены на сохранение видов. Эффективность, с какой эти законы выполняются, характеризует намерения государства защищать национальные ресурсы и, соответственно, своих граждан. Во многих странах признано, что сохранение здоровой экологии и защита видов – неотъемлемое условие сохранения здоровья людей.

Защита биологического разнообразия в разных странах осуществляется по-разному. Пятнадцать членов Европейского Союза (Шенгенского Соглашения) строят свою работу по защите видов на основе международных конвенций, например Международной Конвенции о торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС) (Conventionon International Tradein Endangered Species), и Конвенции по биологическому разнообразию (Conventionon Biological Diversity). Кроме того, при защите биологического разнообразия эти страны руководствуются специальными директивами. В качестве примера можно взять Директиву по птицам (Bird Directive), в соответствии с которой страны-члены должны защищать и организовывать местообитания птиц, особенно те, которые необходимы при миграциях и в период размножения. Реализация и применение этих природоохранных мер сильно различается в разных европейских странах.

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1. Что представляет собой понятие «мониторинг биоразнообразия»?

2. Перечислите основные задачи мониторинга биоразнообразия?

3. В чем значение создания баз данных и геоинформационных систем (ГИС) в деле сохранения биоразнообразия?

4. Охарактеризуйте место и роль биоиндикации и биотестирования в деле сохранения биоразнообразия.

5. Охарактеризуйте место и роль мониторинга биоразнообразия.

6. Что представляет собой глобальная система наземных наблюдений (GTOS)? Какую роль она играет в деле сохранения биоразнообразия?