ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ НА ГЕОГРАФИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ В МГУ М.А. Глазовская

При уточнении Программы проекта № 1 СКОПЕ и исполнителей работ по проблеме " Биогеохимические циклы" необходимо иметь в виду, что ряд тем, относящихся к этой проблеме, предусмотрен и утвержден в плане научно- исследовательских работ кафедры географии почв и геохимии ландшафтов географического факультета МГУ.

Изучаются закономерности миграции ртути и других металлов на тяжелых углеводородах в газовой фазе.

Наряду с темами, относящимися к проблеме "Биогеохимические циклы" в пятилетием плане работ кафедры содержатся темы, относящиеся к проекту № 6 "Экологический мониторинг". Разработка принципов и методики прогноза изменения среды для различных природных техногенных ландшафтов. Руководитель - проф.М.А.Глазовская. Ландшафтно-геохимические условия среды и здоровье населения. Руководитель - проф. М.А. Глазовская.

Эти темы также могут быть включены в общую программу исследований по проблеме "Мониторинг окружающей среды".

ПРОГРАММА СКОПЕ (основные проекты)

ПРОЕКТ 1. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

Биогеохимические циклы природных и созданных человеком веществ составляют динамическую основу существования жизни. Все биогеохимические циклы материального мира взаимосвязаны и играют определенную роль в этой динамической основе, а некоторые из них являются ключевыми для понимания современного состояния биосферы. Это - циклы углерода, кислорода, фосфора, азота, серы и кальция, имеющие первостепенное значение для первичной продуктивности земли; токсические агенты - свинец, ртуть, кадмий и плутоний, очень малые количества которых оказывают сильное воздействие на живое вещество; материалы исключительно антропогенного происхождения (например, ДДТ/ПХБ), которые в силу этого обстоятельства могут быть эффективно использованы как метки в целях углубления нашего понимания динамических биогеохимических процессов, включающих макро- и микро-питательные элемениы.

Ниже выделяется четыре подпроекта, целью которых и является разрешение изложенных задач. Критериями выбора этих подпроектов послужили применимость их для достижения данных целей, связь с основными направлениями деятельности СКОПЕ и наличие некоторой организации, готовой принять на себя руководящую роль в разработке, выполнении и финансировании этих подпроектов.

Подпроект 1.1 Циклы углерода и кислорода

На земле не существует более важных для человечества (с точки зрения СКОПЕ) изменений, вызванных человеческой деятельностью, чем изменения цикла углерода, происходящие в глобальном масштабе. Циклы углерода и кислорода так тесно связаны между собой, что целесообразно рассматривать их одновременно. Значительная часть кислорода участвует в окислении соединений азота и серы и выветривании. Научная общественность живо интересуется последствиями повсеместного увеличения содержания соединений двуокиси углерода в атмосфере, составляющего ежегодно 1,5 части на миллион. Такое увеличение, как полагают, должно приводить к двум эффектам: постепенному повышению температуры земли при отсутствии какого-либо компенсирующего механизма с сопутствующими, но непредсказуемыми климатическими изменениями, а также тенденции к увеличению чистого фотосинтеза в мировом масштабе, в ненарушенных областях суши и океана.

Было сделано несколько попыток построения количественных моделей круговорота углерода в природе и прогноза возможных отклонений от этого цикла. Успеху этих начинаний, однако, препятствовала недостаточность имеющихся данных о динамических характеристиках океанов и о накоплении и динамических свойствах углерода в системах суши. Основное затруднение, связанное с исследованием океанов, вытекает из неоднозначности имеющейся информации о динамике вертикального перемешивания. О фактических запасах биомассы растительности и почв известно мало, равно как и о возможном их изменении вследствие быстрых смен типов землепользования.

Для иллюстрации современного состояния знаний можно привести следующий факт: увеличение концентрации двуокиси углерода в атмосфере соответствует только 1/2 углерода, высвобождаемого при сжигании ископаемого топлива. При современном уровне знаний о круговороте углерода, однако, трудно предположить, что океаны поглощают остальные 50%. Для получения более полной оценки необходимо учитывать, что окисление почвенного гумуса и использование растениями, по-видимому, высвобождает дополнительное количество двуокиси углерода. Существующие модели, даже при условии их усовершенствования, не могут помочь в разрешении назревших проблем, что определяет необходимость осуществления значительного количества дополнительных исследований по следующим темам: необходимо иметь модели, отражающие динамику мировых запасов органического вещества на суше, включая почвенный гумус; в экосистемах суши содержится наибольшее количество фиксированного углерода во всей биосфере, и учет изменений этого количества важен как для объяснения цикла углерода, так и для оценки биотических ресурсов; должны моделироваться тенденции чистой (за вычетом дыхания) первичной продукции (увеличивается она или уменьшается в мировом масштабе и ее соотношение с двуокисью углерода, содержащейся в атмосфере); необходимо моделировать скорости перемещения углерода в океанах и атмосфере. Океаны выступают в качестве конечных звеньев стока, в которые попадает избыточный атмосферный углерод, и скорость его перемещения служит основным показателем при оценке мирового круговорота углерода.

Эти и ряд других вопросов подробно рассматривались ранее в SCEP,

MIT Press, SMEC, MIT Press, 1971, 'Углерод и биосфера', USAEC,

X Конгресс почвоведов, Москва, 1974 г.). Разрешение этих проблем потре- бует осуществления исследований, значительно превосходящих по масштабу возможности отдельных лиц и организаций.

Цели и задач и

Данный подпроект должен обеспечить заинтересованным ученым и организациям возможность осуществить конкретные исследования, на базе которых будет разработана всемирная программа оценки уже существующих и развертывающихся мероприятий в этой области и направленная на осуществление новых начинаний для восполнения существующих пробелов в наших знаниях о циклах углерода и кислорода. Осуществление такой программы возлагается на национальные и международные научные организации.

Описание подпроекта

СКОПЕ предстоит организовать международный рабочий орган для оценки современного уровня знаний о циклах углерода и кислорода, определения

первоочередных задач предстоящих исследований и планирования работ по получению необходимой информации в международном масштабе. Исследования будут выполняться различными учреждениями с раздельным финансированием. Желательной представляется организация постоянно действующего семинара исследователей, в рамках которого они могли бы встречаться, обмениваться информацией о ходе работ и применяемых методах, обсуждать и вносить необходимые коррективы в отдельные части общей программы.

Связь с другими сторонами деятельности СКОПЕ

Представители всех организаций, занятых в тематически родственных исследованиях, будут приглашаться для участия в данном подпроекте с целью предотвращения дублирования и получения информации, полезной для обеих сторон.

Подпроект 1.2 Токсические вещества

Синтетические и природные материалы, используемые в человеческой деятельности, и представляющие опасность для живых организмов накапливаются в окружающей среде в постоянно возрастающем количестве.

Три ряда химических элементов были определены как потенциально опасные токсины. Трансурановые элементы, плутоний, кюрий и америций вскоре будут производиться человеком в количествах, исчисляемых сотнями тонн. Обращение с этими веществами требует величайшей осторожности. Утечка происходит на всех установках, на которых они производятся, вводятся в состав приборов или проходят вторичную обработку.

Синтетические органические вещества, содержащие атомы галогена, например, пестициды - ДДТ, индустриальные химические вещества - ПХБ, растворители, жидкие химические очистители и обезжиривающие вещества (перхлорэтилен, трихлорэтилен, хлорфторуглероды и трихлорэтан). Некоторые из них уже приводили к гибели и болезни животных и птиц, населяющих сушу и воды. ПХБ, попавшие в рисовое масло, послужили причиной эпидемического отравления в Японии. Вещества с малым молекулярным весом могут препятствовать процессам ферментации и известно, что некоторые галогени- зированные углеводороды привели к понижению способности к усвоению у некоторых растений.

Уровень содержания трех природных металлов - ртути, свинца и кадмия в окружающей среде резко повысился в результате развития промышленности, сельского хозяйства и социально-экономической деятельности человека. Случаи отравления ртутью наблюдались с угрожающей частотой в последние несколько десятилетий. Высокий уровень содержания кадмия вызывает учащение случаев заболевания гипертонией.

Программа измерения содержания токсических агентов осуществляются на национальном и региональном уровнях в географически ограниченной области. Имеющиеся методы определения токсических веществ не обеспечивают выявления токсинов с низким уровнем концентрации, что определяет потребность в использовании сложного оборудования и привлечении талантливых исследователей. А в работах по определению содержания этих веществ в окружающей среде занято лишь очень небольшое число лабораторий.

Определение уровней содержания токсических агентов в окружающей среде необходимо для разработки массовых моделей современного состояния токсических веществ в окружающей среде и прогнозирования будущего их распределения, а также для определения токсикологами уровня потенциальных опасностей.

Цели и задачи

Чтобы придти к однозначному пониманию биогеохимическ их циклов токсических веществ и, соответственно, степени их опаснооти, необходимо создать основу для получения информации: о содержании токсических веществ в водах, воздухе, почвах и биоте; о природе химических веществ, участвующих в биогеохимических циклах (ртуть, например, присутствует в виде неорганических ионов, ртути в металлической форме и форме органических соединений в природных системах); о динамике взаимопревращений различных видов токсических .агентов; о скорости перемещения токсинов между различными резервуарами в природной среде; о поглотителях и механизмах разложения токсинов; о функциях источников. Данные о производстве и применении токсических веществ. Эта информация имеет значение для экономики отдельных стран и промышленных предприятий, что часто затрудняет ее получение. Несмотря на попытки засекретить эти данные, их часто можно получить в ходе научных исследований.

Прежде чем национальные и местные научные учреждения начнут работу над полевыми программами, необходимо осуществление следующих мероприятий: разработка приемлемых химических методов анализа и проверка их пригодности путем использования первичных стандартов; разработка методов отбора и хранения образцов; уточнение мест и частоты отбора образцов, причем минимальное количество образцов определяется потребностями группы экотоксикологов и на основе имеющихся ресурсов.

Описание подпроекта

Первым шагом на пути к осуществлению программы исследования биогеохимических циклов этих токсических веществ была бы организация рабочего семинара, участники которого являлись бы представителями различных организаций, ведущих исследования в области почвоведения, метеорологии, лимнологии, океанографии, гидрологии и т.е. лиц, занимающихся непосредственно моделированием, токсикологов необходимо для разработки методологии исследований. Эта рабочая организация будет представлять одно из направлений деятельности СКОПЕ вне сферы разработки программ контроля и сотрудничества лабораторий и будет, очевидно, дорогостоящим мероприятием, расчитаннЫхМ на длительный срок.

Кроме формулировки программы исследований биогеохимических циклов, семинар будет способствовать привлечению ученых к активному участию в программе. В настоящее время многие лаборатории располагают возможностями для осуществления исследований по различным разделам программы, однако, лишь очень немногие из них выполняют лабораторные и полевые эксперименты и разрабатывают модели этих групп загрязнителей.

Связь с другими сторонами деятельности СКОПЕ

К каждому научно-исследовательскому учреждению, ведущему работы в области биогеохимических циклов, должны предъявляться четыре требования: необходимо разработать теорию, позволяющую определить существование биогеохимических циклов всех элементов; 2) после идентификации химических веществ нужно выбрать наилучшие аналитические методы; 3) необходимо иметь представление О динамике взаимопревращений химических элементов внутри каждого цикла; 4) должны быть разработаны адекватные глобальные модели каждого цикла. К исследованиям, указанным в пунктах 1-4 должны быть привлечены лучшие специалисты мира.

Для решения поставленных задач необходимо самое тесное сотрудничество с деятельностью СКОПЕ в области имитационного моделирования и мониторинга окружающей среды

Связь с деятельностью других организаций

Оргкомитет по этому подпроекту должен с особой тщательностью наметить и подключить .к работе ученых из других организаций, способных внести наибольший вклад в осуществление подпроекта.

Подпроект 1.3 Информационный центр по циклам углерода, азота фосфора, серы и кальция

Несмотря на изобилие азота в атмосфере, связанный азот, наиболее необходимый организмам имеется в ограниченном количестве. Этот природный дефицит компенсируется человеком путем химической фиксации молекулярного азота в производстве удобрений. Сравнительно низкая стоимость азотных удобрений в большинстве развитых стран привела к непомерно широкому использованию азота в сельском и лесном хозяйстве, что вызвало заражение вод азотом в дозах опасных для людей и животных и понижение способности почв к связыванию природного биологического азота. При наличии понимания качественной стороны процессов азоФного цикла, количественные характеристики их не разработаны в надлежащей мере. Положение еще более осложняется выбросами окиси азота как отхода промышленностью и транспортом.

Фосфор - незаменимый питательный элемент, необходимый для производства продовольствия в глобальном масштабе. В то время, как природные запасы фосфора невелики и продолжают уменьшаться, отходы, в которых содержится фосфор, очень многочисленны. Рециркуляция фосфора в природе происходит в течение большого периода времени, и поэтому для обеспечения будущих потребностей человечества необходимо разумное его расходование в настоящее время, равно как и пресечение недопустимого его использования, приводящего к обогащению озер и эстуариев. Расточительное производственное использование фосфора должно предотвращаться путем замены его менее ценными элементами и соединениями там, где это возможно.

Необходимым также является принятие специальных мер по разработке программ рециркуляции фосфора.

Сера является одним из важнейших питательных элементов, потребляемых всеми живыми клетками, а также участников биологических и геологических процессов почвообразования. Значительное содержание серы в грунтовых и поверхностных водах, большие количества серы используются в промышленном производстве. Выбросы атмосферной окиси вызвали повышение кислотности поверхностных вод. Подробной информации о биогеохимическом цикле серы не имеется.

Кальций - очень важный участник процессов, влияющих на плодородие почв, качество вод и здоровье человека и животных. Особенно велико значение кальция в гумидных областях, где налицо его недостаток. В этих областях не происходит нейтрализации дождевых осадков, (выпадание H2SO4,

HNO3, Н2СО3) имеющих кислую реакцию, соединениями кальция в почвах, что приводит к повышению кислотности почв. Однозначные данные по этой проблеме отсутствуют и ощущается острая потребность в накоплении информации о соединениях кальция в окружающей среде.

Цели и задачи

Целью данного подпроекта является развертывание соответствующих исследований и рассмотрение возможности учреждения института или комплекса организаций для создания центра сбора информации о биогеохимических циклах. Предполагается, что составление общего обзора имеющейся информации будет завершено к началу Генеральной Ассамблеи МСНС в октябре 1976 года.

Описание подпроекта

Выдвинуто предложение о созыве СКОПЕ рабочего семинара для рассмотрения возможности учреждения информационного центра по биогеохимическим циклам углерода, азота, фосфора, серы и кальция. Задачи центра формулируются следующим образом: инвентаризовать существующие знания о биогеохимических циклах углерода, азота, фосфора, серы и кальция (1 этап); на основе полученного описания построить оценки потоков веществ и продемонстрировать имеющиеся данные, например, в виде карт; определить и выделить в качестве приоритетных области, о которых не имеется достаточной информации; обеспечить непрерывность и своевременность поступления информации.

Связь с другими сторонами деятельности СКОПЕ

Результаты осуществления данного подпроекта будут полезны для выше поименованных подпроектов, а также для второго, третьего, четвертого и седьмого среднесрочных проектов СКОПЕ. В свою очередь пятый и шестой проекты СКОПЕ могли бы служить источниками информации для данного подпроекта.

Связь с деятельностью других организаций

Несмотря на значительное количество информации, собранной в ходе осуществления Международной биологической программы и проведения специальных симпозиумов, например, "Углерод и биосфера" (USAEC 1973), в наших знаниях еще существуют значительные пробелы, что определяет своевременность целесообразность данного начинания для СКОПЕ. Этот подпроект будет дополнять уже ведущиеся исследования ЮНЕСКО/МАБ и вольется в [XVII]

сеть правительственных и неправительственных глобальных и региональных программ.

Подпроект!.4 Биогеохимическое картографирование

Обработка и демонстрация биогеохимических данных имеют большое значение для понимания изменений в этих циклах и последующем воздействии на человека и биосферу. Значительный прогресс был достигнут в картировании геохимических ландшафтов и их макро- и микроэлементов. Созданы карты отдельных природных и нарушенных ландшафтов (особенно в СССР).

Цели и задачи

Цель этого подпроекта состоит в разработке критериев и методов составления сопоставимых карт распределения макро- и микроэлементов в геохимических ландшафтах. Единство критериев позволит добиться согласованного осуществления картографических работ, ведущихся разными национальными организациями.

Описание подпроекта

Необходимо поощрять сбор, оценку и демонстрацию данных из различных источников в серии карт, отражающих современное и будущее распределение макро- и микроэлементов. Разработка теории, как и ранее, должна быть возложена на университеты и национальные научные учреждения.

Организация рабочего семинара по обсуждению насущных нужд и методов исследований могла бы стимулировать развитие теоретических изысканий.

Было бы желательно, если бы какой-нибудь национальный комитет взял на себя организацию такого семинара под эгидой СКОПЕ.

Связь с другими сторонами деятельности СКОПЕ

Данный подпроект связан с описанным выше подпроектов 1.З., что определяет необходимость тесного контакта соответствующих организаций.

Связь с деятельностью других организаций

Несмотря на то, что в настоящее время по программам IBP, UNESCO/MAB, GARP и GEMS осуществляется сбор большого количества информации, сопоставление и демонстрация ее с помощью карт было бы весьма плодотворным.

ПРОЕКТ 2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ВОЗОБНОВИМЫЕ ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ

  Человек постоянно воздействует на окружающую среду в целях увеличения производства продовольствия, волокон, товаров и услуг. Это влечет за собой увеличение давления на экостемы, вызывая потерю стабильности и уменьшение продуктивности последних. Особенно очевидно это в тех районах, где наблюдается деградация возобновимых природных ресурсов, в том числе опустынивание аридных и полуаридных территорий, засоление и заболачивание почв и гибель тропических лесов.

Основное внимание в проекте будет уделяться изучению ряда проблем с целью выявления типов .землепользование, приводящих к деградации природных ресурсов, идентификации пробелов в имеющихся знаниях и расхождеи- ний между теорией и практикой, а также социально-экономических ограничений, препятствующих оптимальному использованию природных ресурсов.

ПОДПРОЕКТ № 1. Изучение динамических изменений в

экосистемах суши

Одним из основных требований к пониманию воздействия человека на возобновимые природные ресурсы является умение оценивать динамические изменения в популяционном составе ключевых компонентов изучаемых экосистем в природных и созданных в результате человеческой деятельности ситуациях, поскольку эти изменения отражают воздействие процессов, происходящих в природе и человеческом обществе, и позволяют оценить относительную стабильность различных экосистем и их устойчивость по отношению к различным видам воздействий.

Эти изменения обычно объединяются под общим названием экологической сукцессии. В последние годы достигнут большой прогресс в теоретических и экспериментальных исследованиях в этой области, особенно в решении проблемы предсказуемости будущих изменений в структуре экосистем на основе учета изменений, происходивших в прошлом при заданных режимах использования. Кроме того, наличие знаний о динамических характеристиках сукцессионных процессов может сыграть решающую роль в разрешении современных экологических противоречий, касающихся взаимодействия таких характеристик экосистем как доминантность и разнообразие с одной стороны и устойчивостью и гибкостью с другой.

Цели и зад ачи

В задачи подпроекта входит оценка эффективности различных методов исследования динамических изменений в популяционной структуре и доминантности видов в экосистемах суши с особым вниманием к: природным и относительно не нарушенным экосистемам; природным экосистемам, -которые в настоящее время используются под пастбища и вырубку леса, и в которых последствия человеческой деятельности проявляются в виде изменений в частоте пожаров, почвенной эрозии и т. д. ; нарушенным экосистемам, не- использующимися более человеком, в которых наблюдается сукцессия на старой залежи.

Описание подпроекта

На первом этапе работы над подпроектом будет осуществляться подготовка документов для небольшого семинара, который будг т юганизован совместно с ЮНЕСКО/МАБ в конце 1975 года (см. птг

На втором этапе ведущим специалистом будет подготовлен большой об- зорный отчет на основе материалов семинара.

Связь с деятельностью других организаций

Работа по подпроекту будет вестигь в тесном сотрудничестве с программой ЮНЕСКО 'Человек и биосфера' (МАБ). Международный координационный совет МАБ одобрил создание совместного семинара МАБ и СКОПЕ по методам изучения динамических изменений в экосистемах, который будет действовать в течение 1975 года, что составит первый этап работы над подпроектам.

ПОДПРОЕКТ № 2. Орошение засушливых территорий в развивающихся странах

Цели и задачи

В задачи подпроекта входит оценка имеющихся знаний об орошении и его последствиях для засушливых земель как примера экосистемы, улучшенной человеком с особым вниманием к следующим вопросам:

а)              инвентаризации орошаемых земель;

б)              оценке современных тенденций в размерах площадей орошаемых территорий, целинных земель, земель, не обрабатываемых вследствие заболачивания и засоления;

в)              влиянию орошения на гидрологические процессы;

г)              землепользованию, качеству почв и вод;

д)              влиянию орошения на биологическое равновесие окружающей среды;

е)              эффективности использования воды в орошении;

ж)              последствиям орошения для населения;

з)              социальной значимости капиталовложений в орошение в сравнении

с альтернативными мероприятиями по повышению продуктивности сельского хозяйства.

Описание подпроекта

Работа над подпроектом будет вестись совместно с симпозиумом 'Экологические проблемы и последствия орошения засушливых земель в развивающихся странах', который будет организован Комитетом МСНС по исследованию вод (COWAR) в Египте в феврале 1976 года. Цель симпозиума состоит в выработке* оценки положения с орошением засушливых территорий на основании представленных на симпозиуме докладов.

После окончания работы симпозиума состоится двухнедельное совещание рабочей группы в составе 6-8 человек, цель которого подготовить первый вариант заключительного документа. После обсуждения его группой из 25 специалистов окончательный вариант будет отредактирован для опубликования. Будут приняты меры для того, чтобы добиться положительной оценки этого документа организациями, ведающими вопросами планирования, применения и управления оросительными системами.

ПОДПРОЕКТ №3. Инвентаризация и оценка ресурсов тропических лесов

На симпозиуме СКОПЕ-ЮНЕП 'Науки об окружающей среде в развивающихся странах' (Найроби, 11-23 февраля 1974 года) отмечалось, что каждая страна должна знать о возможных последствиях реализации планов экономического развития для природных ресурсов и окружающей среды. Каждой стране также необходимо разработать критерии, инструкции и модели с целью сохранения качества окружающей среды, что включает проблемы использования природных ресурсов, сельскохозяйственного развития новых районов, эксплуатации бассейнов рек, промышленного развития и человеческих поселений. Это возможно лишь при наличии глубоких знаний о качестве и размерах растительных ресурсов и местонахождении ценных растений этих районов. Сюда следует отнести также необходимость сохранения природных экосистем с тем, чтобы значительное количество видов животных и растений могли сосуществовать с человеком на фоне постоянно меняющейся цивилизации. Серьезная проблема возникает, например, в Южной Америке, где 13 млн. кв. км (что по площади в 1,3 раза превышает площадь Европы) еще покрыты растительностью, уничтожаемой человеком без попытки ее сохранить. Необходимо детальное обследование положения района, которое бы включало перечень ценных с точки зрения экологии и экономики видов, данные о геологическом строении и почвах, представляющие интерес для экологических исследований и разработки сельскохозяйственных и прочих планов развития местности.

Цели и задачи

Работа в этом направлении, ведущаяся сейчас в Бразилии, послужит базой для разработки метода составления перечня и оценки ресурсов тропических лесов во всем мире и принятия рациональных хозяйственных решений для районов с обширными тропическими лесами.

Описание подпроекта

После симпозиума в Найроби Бразилия предприняла пробное обследование района с целью определения размеров тропических лесов и, особенно, количества токсичных и лечебных растений с дубильными или масличными свойствами, лесных пород, идущих на древесину и бумажное производство, деревьев со съедобными плодами и прочих, имеющих хозяйственное значение. Работу возглавляет Национальный Исследовательский Совет, включающий 18 научных организаций. Наличие такого рода информации незаменимо для рационального использования тропических лесов, вырубки их в аграрных или промышленных целях или строительства человеческих поселений равно как и для осуществления любого проекта, направленного на сохранение генетического разнообразия видов.

Настоящий подпроект рассчитан на использование данных ведущихся ныне в Бразилии исследований для определения наиболее рационального способа составления описания тропических лесов, что откроет большие возможности в плане подготовки технических и научных работников в других странах.

Работа над подпроектом будет включать несколько взаимосвязанных стадий, которые будут проводиться в жизнь по мере их планирования и разработки методики. Первая стадия будет заключаться в проведении подготовительного обследования консультантами из исследовательских учреждений каждого большого района (Латинская Америка, Африка, Индия, Юго-Восточная Азия, Австралазия) и организацию подготовительного семинара с целью определения круга сотрудничающих организаций и отдельных лиц. На второй стадии будет получена более точная оценка имеющейся информации и существующих пробелов в описании и оценке ресурсов тропических лесов. Третья стадия заключается в обеспечении средств обучения методам работы над подпроектом. Четвертая стадия будет состоять в стимулировании объединен

ных полевых и лабораторных исследований, направленных на разраиюние основных проблем, выявленных на первых трех стадиях. Работу над подпроектом завершит созыв заключительного семинара и опубликование общего отчета.

Связь с деятельностью других организаций

Данный подпроект дополняется рядом текущих и запланированных международных мероприятий, а именно: описание и оценка ресурсов тропических лесов и содержащихся в них видов растений, что совпадает с задачами проекта №8 программы МАБ "Сохранение природных районов и содержащихся в них генетических видов"; деятельность программы ЮНЕП в сфере тропических лесов и сохранения генетических ресурсов; мировая сводка лесов и лесных ресурсов, подготовляемая ФАО, деятельность Международного союза исследовательских учреждений по лесоводству; проекты МСОП по сохранению тропических лесов и разработке директив развития.

ПРОЕКТ 3. ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА В ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ПОСЕЛЕНИЯХ

Проблемы окружающей среды, связанные с быстрым ростом населения и его перераспределением, имеют мировое значение, но особенно остры они в менее развитых районах мира. Эти проблемы, в особенности те из них, которые являются результатом интенсивной урбанизации, имеют весьма широкий диапазон, начиная со стрессовых состояний, возникающих вследствие высокой плотности населения (что более характерно для промышленных стран),и кончая перенаселением, плохими жилищными и санитарными условиями, недостатками сферы обслуживания и быстрой деградацией природных ландшафтов.

В разных странах эти проблемы имеют разный удельный вес, но они могут встречаться и в пределах одного города. Рядом с этими экологическими проблемами, возникающими в больших городах, стоят проблемы сельских поселений, связанные с уменьшением населенности сельских районов, плохими жилищными условиями и низким уровнем обслуживания.

Большая работа по разрешению некоторых из этих проблем, выполненная различными организациями, в основном носит некоординированный характер, что снижает ее эффективность. Создающуюся ситуацию частично можно объяснить тем, что эти проблемы рассматривались под различными углами зрения и в таких различных науках, как архитектура, социальные, биомедицинские и естественные науки, технические дисциплины, в городском и региональном планировании. Особенно это проявляется в развивающихся странах, где при решении этих задач зачастую использовались практика и мерки, оставшиеся от прежних колониальны? связей со странами, лежащими вне данных районов.

Отсюда вытекает насущная необходимость междисциплинарной оценки существующего состояния знаний об окружающей среде ъ. человеческих поселениях. При этом нужен тщательный выбор гем научных исследований и сравнительных программ для обеспечения необходимой системности в подготовке такой оценки. Одной из таких первоочередных тем является оценка научных задач и масштабов использования стандартов и технологии строительства (с особым вниманием к эксплуатации возобновимых и невозобновимых ресурсов, климатическим условиям, культурным ценностям, капиталовложениям и административным расходам), водоснабжения, качества воздуха, уровня шума, геофизических опасностей, образования и санитарного обслуживания. Осуществление этих целей позволит, например, определить минимальные стандарты плотности заселения, водоснабжения и расширить наше цонимание насущных нужд человека в различных типах поселений.

Цели и задачи

Внести вклад в научное разрешение проблем внешней среды в человеческих поселениях как основы для технической политики и управления путем: системного обобщения имеющейся информации о нормах и критериях, определяющих современное состояние окружающей среды в человеческих поселениях, а также потребность в жилье и обслуживание; осуществления междисциплинарной оценки научных основ современного состояния знаний об окружающей среде в человеческих поселениях; выработки рекомендаций по планированию и стимулированию сравнительных исследований, направленных на улучшение современного критического состояния окружающей среды в человеческих поселениях

Описание проекта

Осуществление проекта предполагает ведение исследований по следующим гемам:

а ) измерение параметров внешней среды, существенных для понимания и улучшения условий жизни в человеческих поселениях, включая критерии, стандарты и службы, связанные с количественными аспектами биологических, медицинских, социальных и психологических потребностей городских, сельских и переходных типов поселений и их взаимодействия со средой обитания;

б              ) использование возобновимых и невозобновимых природных ресурсов при строительстве человеческих поселений, включая оборудование и источники, альтернативные оценки стоимости и исполнения, а также доступность и наличие этих ресурсов в местном и региональном масштабах;

в) сравнительный анализ развития человеческих поселений в окружающей среде с особым вниманием к роли межкультурных, социальных, политических и исторических факторов.

Связи с деятельностью других организаций

При осуществлении данного проекта желательна координированность действий со следующими мероприятиями, осуществляемыми в международном масштабе: выделение программой ЮНЕП в качестве задачи первостепенной важности проблемы человеческих поселений, здоровья и благосостояния; решение руководящего Совета ЮНЕП рекомендовать ООН организовать международный фонд "Среда обитания и человеческие поселения" на добровольной основе с 1 января 1 97 5 года; конференция-выставка ООН "Человеческие поселения" (Ванкувер, 1976 год).

Планируется также сотрудничество с проектом ЮНЕСКО/МАБ ^Человеческие поселения" и Международным центром экологических исследований по программе "Исследования в больших метрополиях", предложенной Международной экологической ассоциацией

Одним из основных компонентов программы непрерывного контроля за состоянием внешней среды, принятой на Стокгольмской конференции, является исследование поведения загрязнителей в окружающей среде и их воздействия на человека и биосферу, В настоящее время не существует унифицированной концептуальной основы для определения природы вредоносных возг- действий. Предлагается разработать ряд основополагающих методологических принципов для последующего их использования в исследованиях, осуществляемых национальными и международными организациями, например,

Национальной Академией наук США и Всемирной организацией здравоохране- ния.

Цели и задачи

Подготовить основной документ, содержащий принципы оценки вредоносных воздействий на окружающую среду в качестве научной базы для: выработки критериев установления стандартов разработки программ мониторинга поддержки исследовательских программ обучения по проблемам окружающей среды.

Описание проекта

Планируется выработка ряда основополагающих принципов исследований по мониторингу и оценке опасностей в окружающей среде. Сюда войдут: -

-лабораторная и эпидемиологическая токсикология, включая вредные воздействия на человека, животных и растения; количественная оценка и математическая обработка; поведение загрязнителей в окружающей среде; качественная оценка взаимодействующих воздействий.

Связь с другими разделами программы СКОПЕ

Планируется тесное сотрудничество с группами по мониторингу в следующих сферах: выбор объекта наблюдения с целью обеспечить защиту организмов по мере накопления информации о величине экспозиции; разработка программ мониторинга для получения необходимых данных для будущих эпидемиологических исследований; выработка методов наблюдения за пороговыми загрязнителями и аккумулятивными загрязнителями.

Группы по математическому моделированию и биогеохимическим циклам примут участие в описании и прогнозировании величины экспозиции для компонентов, восприимчивых к загрязнителям, транспортируемым в экосистемах, например, организмов пищевых цепей.

Группа по математическому моделированию может создать модели, обобщающие воздействие загрязнителей на биосферу, на основе информации о воздействиях на ее отдельные компоненты.

В силу непредсказуемости реакции общества на распространение информации по экотоксикологии необходимо установить контакты с проектом по сообщению информации об окружающей среде.

Связь с деятельностью других организаций

Исследования по токсикологии среды входят в качестве главного компонента в программу непрерывного контроля за состоянием внешней среды, принятую на Стокгольмской конференции, и будут нести основную информацию в этой области различным союзам-членам МСНС. Проложены также пути для сотрудничества с ВМО и ФАО.

В описании проега основное внимание уделяется разработке простых и сложных моделей, объединяющих биологические, физические и социально-экономические переменные, и предназначенные для исследования различных стратегий управления в области окружающей среды. ,В рамках проекта также будут изучаться проблемы статистического планирования сетей мониторинга окружающей среды и проводится обобщение разных методологий моделирования, включая математический, численный и физический анализ. Кроме того, отмечается, что имитационное моделирование является составной частью других шести проектов Среднесрочной программы СКОПЕ, а также исследований, проводящихся в Международном институте прикладного системного анализа (НИАСА) и по программе ЮНЕСКО "Человек и биосфера"

(ЮНЕСКО/МАБ). Поэтому сотрудничество с этими организациями и группами будет существенной частью работы над проектом.

Предложения по сочленению моделей в различных науках

Предполагается, что исследования по иммитационному (математическому) моделированию в рамках Среднесрочной программы СКОПЕ будут концентрироваться вокруг проблемы сочленения физических и биологических моделей окружающей среды с моделями социально-экономической деятельности человека. Хотя каждая часть общей системы уже моделировалась в отдельности с большим или меньшим успехом в разных конкретных задачах, много трудностей встает при комбинации этих моделей для решения комплексных задан, в силу того, что эти модели создавались в разных науках на различной концептуальной основе, а также имели разные пространственные и временные масштабы.

Поскольку моделирование чаще дает успешные результаты при ориентировании усилий на достижение конкретных целей, предполагается, что задачи сочленения различных частных моделей будут решаться в трех конкретных областях, представляющих особый интерес для других проектов Среднесрочной программы СКОПЕ.

а)              пастбищное использование полузасушливых территорий, сопровождающееся опасностью их деградации, эрозии и опустынивания;

б)              орошение засушливых земель в целях развития сельского хозяйства при опасности засоления и подъема грунтовых вод;

в)              проблема городских и сельских поселений с особым вниманием к вопросам загрязнения атмосферы и вод.

Поскольку программа ЮНЕСКО "Человек и биосфера" также включает проекты по вышеназванным темам, и в ней всегда подчеркивалось значение имитационного моделирования, можно рассчитывать на эффективное сотрудничество с МАБ.

Каждая из этих тем* имеет большое значение для развивающихся стран, и участие в их разработке ученых из. этих стран было бы весьма плодотворным. Задача привлечения исполнителей из различных стран может быть решена созданием исследовательских коллективов на различных континентах, которые выступали бы в качестве географических центров осуществления проекта (например: США, Советский Союз, Австралия, Южная Америка).

В каждом из этих центров будет создана группа для построения моделей, по меньшей мере, двух из трех перечисленных объектов, на основе данных физических, биологических и социально-экономических наук. По истечении года (или более) группы из трех центров соберутся для сравнения полученных результатов в одном из вычислительных центров, где имеются мощные

ЭВМ с тем, чтобы обеспечить испытание шести илц более моделей на ЭВМ.

В качестве возможных мест проведения этой встречи были предложены Индианаполис и Братислава.

В каждом из этих центров группа квалифицированных специалистов в сфере моделирования будет сотрудничать с учеными различных специальностей, в том числе с учеными из развивающихся стран. Последние будут одновременно выступать в качестве "поставщиков" информации о районе-объекте исследования. Эта информация будет далее обрабатываться- группой специалистов с широким профилем деятельности.

После набора сотрудников и некоторых предварительных приготовлений, что должно занять немного времени, состоится заседание, в котором примут участие по три или более ведущих специалистов, представляющих каждый центр для детального обсуждения плана и определения сфер сотрудничества между центрами. Эта предварительная встреча должна состояться в середине 1975 года ознаменовав собой начало работы над проектом. В середине 1976 года, будет проведено второе более продолжительное и расширенное заседание, на котором члены комиссии СКОПЕ могли бы сопоставить полученные модели, обменяться имеющейся информацией и сравнить результативность различных подходов к взаимодействию моделей. В результате этой встречи должен быть составлен заключительный документ для представления его в качестве отчета в МСНС.

По организации центров имеются следующие предложения:

Холкомбовский исследовательский институт при Батлеровском университете в Индианаполисе предлагает помещение и средства для финансирования основного объема работ по среднесрочному проекту № 5 - Имитационное моделирование. На расходы по проекту институт выделяет 250000 долларов и предполагается, что работа по проекту начнется в начале 1975 года и завершится летом 1976.

Штаты исполнителей будут утверждены в объеме, предложенном СКОПЕ для среднесрочных проектов. Во главе будет стоять ведущий специалист, приглашенный Батлеровским университетом.

Четыре ученых со степенью кандидата наук будут оказывать содействия в разработке моделей для решения специальных проблем, выделенных в соответствии с общей задачей среднсрочной программы. Эта основная группа будет создана на интернациональной основе. Деятельностьвосновной группы будет оцениваться консультативной группой специалистов по математическому моделированию, члены которой будут периодически встречаться. Будут созданы возможности для сотрудничества данной группы с группами математического моделирования в других странах и в США. Привлечение других членов СКОПЕ приведет к увеличению числа ведущих специалистов, занятых этой проблемой и позволит варьировать штаты в целях лучшего представления различных подходов к имитационному моделированию. Разнообразие этих подходов и недостаточные постоянные контакты между представ^ ляющими их группами составляет сложную проблему, стоящую перед центрами.

Московсий центр разработки проекта "Имитационное моделирование" под руководством проф. Н.Н.Моисеева сосредоточит свое внимание на проблеме создания человеко-машинной имитационной "Системы анализа вариантов взаимодействия человека и биосферы" (SAVIMAB).

Эта. работа будет вестись различными учеными и организациями, преследующими одну и ту же цель - создание, системы человек - ЭВМ - и стимулирование совместного изучения процессов, протекающих в живом веществе геохимических циклов и человеческой активности, Это создает возможности для создания единой унифицированной информационной базы и выработки единой системы требований мониторингу и экспериментальным иссле

дованиям. Наличие другого дуги к объединению усилий инженеров, математиков, естествоиспытателей и экономистов для совместной работы над проектом представляется маловероятным. Московский центр будет приветствовать участие в осуществлении программы САВИМАБ всех заинтересованных ученых и организаций.

В ходе работы над САВИМАБ пристальное внимание будет уделяться двум типам конкретных систем: а) пастбищным землям и б) агроэкосистемам с использованием орошения, с особым вниманием к биогеохимическим исследованиям и при сотрудничестве с советскими участниками проекта № 1 "Би- огеохимические циклы//.

Статистическое планирование сетей мониторинга

В проекте СКОПЕ "Мониторинг окружающей среды" подчеркивается необходимость междисциплинарного изучения существующих приемов оптимизации пространственных и временных параметров станций мониторинга. В рамках проекта по математическому моделированию рекомендуется организовать симпозиум по этой теме совместно с проектом СКОПЕ по мониторингу и НИАСА с привлечением всей информации, накопленной в научных союзах МСНС.

Наблюдение за состоянием окружающей среды (экологический мониторинг) - это процесс сбора информации в пространстве и времени о состоянии окружающей среды в глобальном, региональном, национальном и локальном мао- штабах для того , чтобы на ее основе производить оценку прошлого и современного состояния окружающей среды и предсказывать будущие тенденции в окружающей среде, имеющие прямое или косвенное значение для человека. Общая картина состояния окружающей среды может быть получена на основании пяти типов параметров, наблюдаемых в окружающей среде:

а)              уровни содержания важнейших химических веществ в воздухе, почве, живых организмах (включая человека и его пищу);

б)              физические характеристики перечисленных компонентов внешней среды (например, солнечная радиация, механический состав почвы);

в)              частота и степень вредных воздействий на живые организмы и неживое вещество, оказываемых факторами, указанными в а) и б) (например, болезни, продуктивность, смертность, коррозия, обесценивание имущества):

г)              сводки, отражение:

+ ) климатические изменения (например, площадь ледяных шапок) или + + ) воздействие человека (например, сведение лесов, опустынивание, использование ресурсов);

д)              интенсивность эмиссии веществ, находящихся в микроколичествах (например, вулканического происхождения, канализационных веществ и т.. д.).

Вполне очевидно, что любая программа в области окружающей среды будь-то здравоохранение, использование ресурсов, сельское хозяйство, лесоводство, прогноз погоды требует проведения наблюдений за состоянием среды для:: а) определения современного положения дел, б) предсказания вероятных изменений в будущем и в) проверки эффективности любых контрольных мероприятий.

Разработка программы мониторинга включает: определение перечня параметров, подлежащих наблюдению; разработку экономически эффективных методов измерения и отбора проб; создание систем мониторинга и выполнение исследований; формулировку содержательных определений прошлого и нынешнего состояния внешней среды на основе полученных результатов.

Ранее выполненные исследования в области мониторинга освещались на 1-м Плен^'ме СКОПЕ ("Глобальный экологический мониторинг*) и 3-м Пленуме СКОПЕ (^Глобальные системы экологического мониторинга* - ГЕМС) (197 3). Е* среднесрочной программе СКОПЕ намечается выполнение задач, указанных в пунктах 1 и 4.

Цел и и з адачи

Подготовить основополагающий документ, содержащий оценку существующей и предлагаемой практики мониторинга в целях содействия национальным и международным программам мониторинга с особым вниманием к: усовершенствованию и расширению существующей сети наблюдений, включая создание региональных центров; разработке будущей более эффективной сети мониторинга; созданию сетей мониторинга для наблюдения за последствиями вредных воздействий; /> разработки сетей мониторинга для определения интенсивности источников.

Обучать научных сотрудников методам мониторинга.

Описание проекта

Осуществление проекта повлечет за собой техническое усовершенствование методов наблюдения и оценки за счет следующих факторов: оценки существующей экологической информации в целях получения первой весьма ~ приближенной картины современного состояния окружающей среды и определение задач, которые встанут перед будущей системой наблюдений; изучения способов сбора и переработки информации для повышения ее значимости в управлении окружающей средой; проведения сравнительных исследований существующих методов измерения и отбора проб для установления их градаций и стандартизации; полевых испытаний новых методов; изыскания путей снижения стоимости и повышения эффективности сетей мониторинга; стимулирования изучения эффективности планирования сетей; ведение исследований в области методов дистанционного измерения; изучения потребностей в наблюдении и оценке состояния окружающей среды в развивающихся странах; развития международного обмена опытом в области мониторинга и обучения приемам наблюдения; улучшение распространения информации по мониторингу и расширения сотрудничества в этой области путем организации коллоквиумов, семинаров и симпозиумов.

Связи с другими разделами программы СКОПЕ

Проект по экологическому мониторингу тесно связан почти со всеми остальными среднесрочными проектами СКОПЕ.

Связь с деятельностью других организаций

Тесные контакты будут поддерживаться с проектом ЮНЕП "Глобальная система экологического мониторинга" и с международной рабочей группой ООН по мониторингу при разработке последовательных стадий системы мониторинга.

Будут расширены линии сотрудничества с ЮНЕСКО/МАБ и с национальг- ными и международными группами, преследующими сходные цели.

ПРОЕКТ 7. СООБЩЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, СОЦИАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РЕАКЦИЯ НАСЕЛЕНИЯ

Наблюдение за состоянием окружающей среды осуществляется в предположении, что получаемая информация позволит создать лучшую основу для принятия решений на групповом, национальном и международном уровнях. Научная информация, становясь достоянием общества, зачастую вызывает непредсказуемые последствия. Сообщение информации об угрозах человеческому здоровью и благосостоянию может привести к панике или, напротив, остаться незамеченным при разных обстоятельствах по причинам, которые еще недостаточно ясны. Это свидетельствует о необходимости более глубокого изучения передачи и использования информации об опасностях во внешней среде, природы индивидуальной и общественной реакции людей на экологическую информацию и факторов, воздействующих на нее. Ключевые вопросы политики в области окружающей среды также могут анализироваться с точки зрения последствий выбора того или иного мероприятия.

Цели и задачи

1) Подготовить обзор существующих представлений об общественной реакции на сообщение экологической информации в качестве руководства по ее использованию для ученых и правительственных организаций.

2) обобщить законодательные и исполнительные мероприятия в области окружающей среды в качестве основы для выработки рекомендаций правительствам, международным и неправительственным организациям.

Описание проекта

Проект предназначен для обобщения и оценки современного состояния знаний об окружающей среде и выявления имеющихся серьезных пробелов в оцене опасностей в окружающей среде, сообщения научной информации, характеристик общественной реакции и анализа экологической политики. В работе над проектом планируется четыре следующих направления: Средства количественной и социальной оценки опасностей в окружающей среде. Исследование будет включать обзор методов оценки опасностей и возможностей их практического применения. Использование информации о влиянии различных способов сообщения информации об опасностях в окружающей среде на характер ответной реакции. Характеристики ответной реакции, например, восприятие информации о вредоносных воздействиях и формирование суждений у правительственных организаций и слоев населения, выступающих в качестве наиболее уязвимого объекта вредных воздействий. Принятие решений и анализ результатов принятых мер как основы для общественных мероприятий.

Эти четыре направления будут рассмотрены как теоретически, так и эмпирически на базе отдельных экспериментов с тем, чтобы оценить опыт, накопленный за прошедшие годы. В качестве объектов экспериментальных исследований выбраны:

а) качество воды, особенно ввиду заражения используемых населением источников. Имеющиеся возможности будут рассмотрены с точки зрения оценки степени риска, данных о качестве воды, принятых мерах и анализа политических мероприятий;

б)              стихийные бедствия, включая наводнения и землетрясения;

в)              ионизирующая радиация и токсические вещества, особенно тяжелые металлы;

г)              климатические изменения, включая повторяющуюся засуху.

Связь с другими разделами программы СКОПЕ

Сообщение информации об окружающей среде занимает важное место в деятельности СКОПЕ, направленной на сбор данных, необходимых для принятия решений. Тесные контакты поддерживаются с проектами по биогеохимичес- ким циклам, экотоксикологии, экологическому мониторингу и окружающей среде в человеческих поселениях.

Связь с другими организациями

Установлены контакты с ЮНЕП в сфере разработки содержательной теории оценки опасностей в окружающей среде; с ЮНЕСКО/МАБ в области методологии исследований восприятия экологической информации; совместно с МСОП ведется работа над подпроектом по допросам технической политики в области окружающей среды.

1. Глина 2. Суглинок тяжелый 3. Суглинок средний 4. Суглинок легкий 5. Супесь 6. Песок 7. Щебень