Методологические основы экологической геологии

Место экологической геологии в системе наук, ее задачи, решаемые с помощью различных методов. Специальные методы экологической геологии. Эколого-геологическое картирование, моделирование, мониторинг. Функциональный анализ эколого-геологической обстановки.

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО

Кафедра геоэкологии

Реферат на тему:

Методологические основы экологической геологии

Выполнила: студентка 3 курса

геологического факультета

группы: 341

Нурумова Жанна Сагынтаевна

Саратов

2010


Оглавление

Введение

Глава 1. Место экологической геологии в системе наук

Глава 2. Задачи экологической геологии, решаемые с помощью различных методов

Глава 3. Методы экологической геологии

Глава 3.1 Специальные методы экологической геологии

Глава 3.1.1 Эколого-геологическое картирование

Глава 3.1.2 Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

Глава 3.1.3 Эколого-геологическое моделирование

Глава 3.1.4 Эколого-геологический мониторинг

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Каждая эпоха рождает свой тип мировоззрения. Новые знания и новый опыт вносят свой вклад в науку, и идет непрерывная трансформация наших взглядов на окружающий мир, на нас самих и наше место в нем. Но бывают периоды перестройки основ эволюционного процесса развития человека, поворотные моменты антропогенеза, как и в каждом из природных процессов. Обостряющиеся экологические проблемы, которые подчас приобретают глобальный характер, приводят к тому, что в нашей стране и во всем мире все большее внимание стало уделяться вопросам экологии. Сама жизнь заставляет обновить ранее полученные знания, которых стало недостаточно для обеспечения самосохранения. Решение экологических проблем невозможно без изучения внешней оболочки Земли, литосферы. Именно литосфера является материальной литогенной основой биосферы – сферы живого вещества. На ней формируются почвы, ландшафты, растительные и животные сообщества. В настоящее время литосфера все больше изменяется в процессе человеческой деятельности, включается в техносферу (часть биосферы, затронутой техногенезом). Вследствие этого возникла необходимость, рассмотреть в неразрывной связи экологические качества литосферы и их современное состояние с экологическим состоянием биоты и условиями развития человеческого общества. Поэтому в геологии сформировалось новое направление – экологическая геология, изучающая качества литосферы и ее экологические функции. С появлением экологической геологии начался новый этап в изучении литосферы науками геологического цикла, принципиально отличающийся по своей ориентации от традиционных – собственно геологического и инженерно-геологического направления. [4]


Глава 1. Место экологической геологии в системе наук

Экологическая геология рассматривается как синтез геологических и экологических дисциплин, в состав которых входят различные точные, естественные, медицинские и социально-экономические науки. Это обеспечивает связь с ними экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 2000; 2002)[4]. Особое место занимает геоэкология – междисциплинарное научное направление, изучающее экологические аспекты взаимодействия природы и общества (Ясаманов, 2003). Экологическая геология находится на пересечении экологических и геологических дисциплин (рис.1.1.1).


ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ

ГЕОЛОГИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ

ГЕОРАФИЯ


Рис. 1.1.1. Место экологической геологии в системе наук

Экологическая геология – новое научное направление. Она развивалась как продолжение и развитие инженерной геологии

При эколого-геологическом подходе принимается система тройного взаимодействия – «природа–население–хозяйство», которая рассматривается с точки зрения охраны окружающей среды всех компонентов геосферы и обеспечения экологического равновесия между литосферой, гидросферой, атмосферой, живыми организмами и обществом. Основное внимание при этом акцентируется на изучении и сохранении геологической среды. Важным элементом экологической геологии является включение в состав анализа биотических компонентов. Рассматриваются функциональные связи в системе «литосфера–биота–общество».

Инженерная геология изучает геологическую среду, в основном, с целью достижения технической безопасности хозяйственных объектов. Экологическая геология подходит к рассмотрению литосферы с широких природоохранных позиций.

Она наиболее тесно связана с геоэкологией – комплексной междисциплинарной науки об территориально-экологических отношениях взаимодействия природы и общества (Осипов, 1997). Но в экологической геологии превалирует литосферный аспект.

Разработка методологических основ экологической геологии с классических философских подходов к формированию базиса любой науки предполагает решение ряда стандартных проблем, в том числе в качестве наиглавнейших – формирование представлений о научном методе этого направления, формах и способах научно-познавательной деятельности, а также проверке полученного результата с точки зрения его истинности.(М. Г. Миних, 2008) [3]

Современная экологическая геология базируется, в основном, на позициях биоцентризма, который предполагает всесторонний учет всех видов воздействия человека на геологическую среду и влияния геологической среды на биоту (Королев, 1997).

Экологическая геология рассматривается как новое направление, которое изучает взаимосвязи между литосферой, биотой, населением и хозяйством (Гарецкий, Каратаев, 1995; Теория…, 1997; Бгатов, 1993). Объект исследования экологической геологии – приповерхностная часть земной коры – литосфера, расположенная преимущественно в зоне антропогенного воздействия. Литосферный блок включает горные породы, рельеф и геодинамические процессы. В структуре экологической геологии выделяются две области – предметная и информационно-методическая. Предметом экологической геологии являются экологические функции литосферы. Информационно-методическая область включает дистанционное зондирование, геоинформационное обеспечение и эколого-геологическое картографирование. [1]


Глава 2. Задачи экологической геологии, решаемые с помощью различных методов

Как и большинство геологических наук, экологическая геология исследует, по В.Т. Трофимову и Д.Г. Зилингу (2000, 2002), задачи трех типов: морфологические, ретроспективные и прогнозные. [4]

Морфологические задачи – это задачи, связанные с изучением состава, состояния, строения и свойств анализируемой системы, ее эколого-геологических условий в целом. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопрос: «Что это за система, и какие качества ей присущи?», а также получить качественные и количественные показатели, характеризующие современные эколого-геологические условия (обстановки) изучаемого объекта. Именно эти задачи решает специалист в процессе натурных исследований и камеральной обработки материалов.

Ретроспективные задачи – задачи, обращенные в прошлое и связанные с изучением (точнее, восстановлением) истории формирования объекта исследования, формирования его современного качества. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопросы: «Почему объект такой? Каким путем он сформировался?». Классическим примером задач такого типа является исследование истории формирования эколого-геологических условий (обстановок) какой-либо территории, либо литосферного блока (массива). Методика решения ретроспективных эколого-геологических задач основана на общегеологических методах.

Решение ретроспективных задач опирается на данные, полученные при исследовании морфометрических задач. Именно эта информация используется при восстановлении последовательности и характера событий во времени (исторические аспекты), и вскрытии причинно-следственных связей (генетические аспекты). Эти задачи решаются в логической временной системе (геологическое время); но заключительные этапы рассматриваются в физическом времени с точкой отсчета от начала эры техногенеза, т. е. начала XVIII столетия.

Прогнозные задачи – задачи, связанные с изучением поведения, тенденций развития исследуемой системы в будущем под воздействием различных причин природного и техногенного происхождения. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопрос: «Как будет вести себя объект в будущем при тех или иных воздействиях?» Как и в инженерной геологии, в экологической геологии приходится решать задачи пространственного, временного и пространственно-временного прогноза изменения эколого-геологической системы под влиянием причин естественных (природных), техногенных или их совместного действия. Методика решения прогнозных задач разработана значительно слабее, чем морфологических и ретроспективных.

Ранее уже было показано, что экологическая геология исследует эколого-геологические системы. Выделяется четыре типа этих систем (Трофимов, Зилинг, 2002):

• природная эколого-геологическая система реальная;

• природная эколого-геологическая система идеальная;

• природно-техническая эколого-геологическая система идеальная;

• природно-техническая эколого-геологическая система реальная.

Природную эколого-геологическую систему реальную геолог исследует при проведении эколого-геологических исследований на неосвоенной территории, в пределах которой техногенно обусловленные изменения эколого-геологической обстановки, строго говоря, отсутствуют. Все работы направлены на получение данных о составе, состоянии и экологических свойствах литосферы и взаимодействующей с ней биоты.

Изученная эколого-геологическая система первого типа в дальнейшем может быть использована при прогнозных исследованиях, при которых анализируются возможные последствия природных воздействий. В этом случае изучается уже система второго типа – природная эколого-геологическая идеальная. При этом рассматривают возможность изменения существующих эколого-геологических условий только под влиянием меняющихся природных воздействий. Системы первого типа могут использоваться также и при изучении природно-технической эколого-геологической системы идеальной, исследуемой в процессе прогнозирования изменения эколого-геологической обстановки под влиянием тех или иных видов техногенных (с учетом возможных природных) воздействий в процессе освоения данной территории. Природно-техническая эколого-геологическая система реальная исследуется геологом на освоенных территориях и включает в свой состав уже существующие инженерные сооружения, а чаще – целый их комплекс и несет в себе последствия и природных, и, главным образом, техногенных воздействий. На базе изучения таких геосистем определяется их современное состояние, и разрабатываются, в случае необходимости, методы управления эколого-геологическими ситуациями с целью сохранения или улучшения окружающей природной среды.


Глава 3. Методы экологической геологии

Экологическая геология использует методы ландшафтного планирования, аэрокосмические методы, методы инженерно-геологического и геоморфологического картографирования и районирования, экологического зонирования, методики пределов допустимых изменений и рекреационного проектирования, методы полевых исследований, а также методы гидрогеологии, геокриологии, геохимии, геотектоники, геодинамики (в том числе инженерной геодинамики) и сейсмотектоники, петрографии (в том числе инженерной петрологии) и минералогии.

В основе оценки минерально-сырьевых ресурсов лежат методы геологии полезных ископаемых (поисковые, опробования, подсчета запасов, оценки месторождений). Эти базовые методы дополняются методами геохимии (литохимическими, гидрогеохимическими, биохимическими, атмохимическими) и геофизическими (гравиметрическими, магнитными, электромагнитными, сейсмическими, ядерно-физическими), которые используются при поиске и разведке полезных ископаемых. Кроме того, при оценке минерально-сырьевых ресурсов широко используются многочисленные методы петрологии, литологии и минералогии, связанные с изучением вещественного состава, как полезного ископаемого, так и вмещающих пород. Методы других геологических наук являются сопутствующими.

Глава 3.1 Специальные методы экологической геологии

К специальным методам собственно экологической геологии отнесены эколого-геологическое картирование, функциональный анализ эколого-геологической обстановки, эколого-геологическое моделирование и эколого-геологический мониторинг.


Глава 3.1.1 Эколого-геологическое картирование

Экологическая специфика этого метода заключается в получении площадной информации и отображении в картографических моделях всех факторов, влияющих на эколого-геологическую обстановку (от конкретного воздействия на экологический компонент до экологических последствий этого воздействия). Итогом исследования является эколого-геологическая карта оценочного или оценочно-прогнозного типа, выступающая основой для обоснования управляющих решений соответствующими органами.

Глава 3.1.2 Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

Функциональный анализ, по М.Б. Куринову, проводится с целью общей оценки состояний эколого-геологической обстановки. Методология его базируется на принципах, которые широко используются и в экологии (системный подход, принцип историзма, принцип целостности объекта). Функциональный анализ позволяет реализовать системный подход при эколого-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методологических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию. Этот метод занимает среди специальных методов экологической геологии одно из центральных мест, так как позволяет решить основную стратегическую задачу – определить пути и способы достижения стабильно развивающихся эколого-геологических обстановок-систем.

Функциональный анализ эколого-геологической обстановки предусматривает: 1) выделение и характеристику эколого-геологической обстановки-системы той или иной изучаемой территории; раскрытие конкретных причинно-следственных связей между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку и составление пространственно-временного прогноза ее развития; 2) проведение оценки значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов; 3) определение принципов развития, а в случае необходимости – путей поддержания существования эколого-геологических обстановок-систем.

Глава 3.1.3 Эколого-геологическое моделирование

Под эколого-геологическим моделированием понимается создание моделей состояния и прогноза эколого-геологической ситуации той или иной территории, возникающей при реальных или возможных изменениях геологического компонента природной среды в процессе взаимодействия последнего с источниками воздействия, как природными, так и техногенными. Создание подобных моделей, по М. Б. Куринову, предполагает поэтапное их формирование, от мысленных (понятийных) моделей к физическим, знаковым (картографическим) и математическим. В процессе исследования применяется комплекс традиционных методов моделирования. Выбор конкретного метода обусловливается спецификой информационной базы, задачами исследования. В процессе эколого-геологического моделирования решаются следующие группы задач: 1) создание моделей состояния эколого-геологической ситуации той или иной территории; 2) построение моделей эколого-геологического прогноза; 3) разработка и выбор модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы территории; 4) корректировка постоянно действующей модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы. [1]

Глава 3.1.4 Эколого-геологический мониторинг

Мониторинг является общенаучным методом исследования. Его эколого-геологическая специфика заключается в целевом предназначении и соответствующем выборе объектов наблюдения и учета динамики их развития. Объектом эколого-геологического мониторинга является эколого-геологическая обстановка-система, которая рассматривается как часть экологической системы, отвечающая за «геологическое» жизнеобеспечение и человека, и биоты в целом вследствие выполнения ею определенных эколого-геологических функций (ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической). Эколого-геологическая обстановка-система рассматривает взаимоотношения и взаимосвязи типа «литосфера–биота» или «литосфера–инженерные сооружения–биота». Важно подчеркнуть, что эколого-геологическая обстановка-система может содержать, а может и не содержать технические объекты. В последнем случае обстановка является целиком природной эколого-геологической системой, а организуемый в её пределах эколого-геологический мониторинг будет являться фоновым. Главным же отличием эколого-геологического мониторинга от мониторинга геологической среды является объект наблюдений. В первом случае объектом наблюдений является эколого-геологическая обстановка-система, во втором – геологическая среда, являющаяся частью эколого-геологической системы, ее литогенной основой. Кроме того, есть отличия и в их конечном целевом назначении: целью эколого-геологического мониторинга является оптимизация функционирования эколого-геологической системы-обстановки, а целью второго – оптимизация функционирования природно-технической системы «геологическая среда–инженерное сооружение».

Таким образом, эколого-геологическим мониторингом следует называть систему постоянных наблюдений, оценки, прогноза состояния и изменения эколого-геологической обстановки-системы, проводимую по заранее намеченной программе с целью разработки рекомендаций и управляющих решений, направленных на обеспечение ее оптимального экологического функционирования и устойчивого развития. [1]


Заключение

В конце XX века в нашей стране и во всем мире все большее внимание стало уделяться вопросам экологии. Такой интерес обусловлен обостряющимися экологическими проблемами, которые подчас приобретают глобальный характер. В связи с этим все большее значение приобретают вопросы теории и методологии экологической геологии, определения ее положения в системе других наук. Одной из проблем является то, что чаще всего вопросы экологии сводятся лишь к загрязнению и изменению атмосферного воздуха, водной среды, сохранения растительных сообществ и животного мира. Тогда как все эти компоненты природы тесно взаимосвязаны с внешней оболочкой планеты – литосферой. Именно литосфера является материальной литогенной основой биосферы – сферы живого вещества. На ней формируются почвы, ландшафты, растительные и животные сообщества. В настоящее время литосфера все больше изменяется в процессе человеческой деятельности, включается в техносферу (часть геосферы, затронутой техногенезом). Решение экологических проблем различных компонентов природы и общества невозможно без изучения экологических проблем литосферы, исследования ее экологических функций.

Итак, экологическая геология – это новое научное направление, которое рассматривается как синтез геологических и экологических дисциплин, в состав которых входят различные точные, естественные, медицинские и социально-экономические науки. Это обеспечивает связь с ними экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 2000; 2002)

Методами экологической геологии являются: эколого-геологическое картирование, функциональный анализ эколого-геологической обстановки, эколого-геологическое моделирование и эколого-геологический мониторинг. А также экологическая геология использует методы ландшафтного планирования, аэрокосмические методы, методы инженерно-геологического и геоморфологического картографирования и районирования, экологического зонирования, методики пределов допустимых изменений и рекреационного проектирования, методы полевых исследований, а также методы гидрогеологии, геокриологии, геохимии, геотектоники, геодинамики (в том числе инженерной геодинамики) и сейсмотектоники, петрографии (в том числе инженерной петрологии) и минералогии.

С помощью этих методов решаются следующие задачи:

Морфологические задачи – это задачи, связанные с изучением состава, состояния, строения и свойств анализируемой системы, ее эколого-геологических условий в целом.

Ретроспективные задачи – задачи, обращенные в прошлое и связанные с изучением (точнее, восстановлением) истории формирования объекта исследования, формирования его современного качества.

Прогнозные задачи – задачи, связанные с изучением поведения, тенденций развития исследуемой системы в будущем под воздействием различных причин природного и техногенного происхождения.

Природоохранная тематика была присуще геологии всегда, её корни следует искать в самой основе наук о Земле, но лишь с развитием техногенеза появилась необходимость изучения и прогнозирования геологических последствий хозяйственной деятельности человека.

Декларативное признание важности экологических проблем, как правило не сопровождается адекватными практическими действиями – необходима научно-обоснованная концепция, которая позволит сойти с проторенного пути и снять конфликт между интересами настоящего и последующих поколений. На современном этапе такой глобальной концепцией является стратегия устойчивого развития.( М. Г. Миних, 2008). [3]


Список использованной литературы

1. Абалаков А.Д. Экологическая геология : учеб. пособие / А.Д. Абалаков. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. – 267 с.[1]

2. Голубев Г.Н. – Геоэкология. – М.: ГЕОС, МГУ. Учебник для студентов ВУЗов. 1999. – 338 с. [2]

3. Миних М.Г. – Методы геоэкологических исследований в вопросах и ответах. Учебное пособие для студ. геол. и географ. фак., обучающихся по спец. 013600 – «Геоэкология» и 020306 – «Экологическая геология». – Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2008. – 64 с. [3]

4. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г., Аверкина Т.А. и др. Теория и методология экологической геологии. - М., 1997 [4]