ГЕОЭКОЛОГИЯ (от гео..., греческий ο?κος - жилище, дом и...логия), междисциплинарное научное направление, изучающее пространственно-временные закономерности взаимодействия природы и общества, объединяющее теоретические и прикладные исследования в области наук о Земле (географии, геологии, физики атмосферы, физики Земли, геохимии и др.) и живой природе (биология) на основе эколого-географического (геоэкологического) подхода. Геоэкология формирует научные основы рационального природопользования и охраны природы, не являясь их синонимом.

Термин «геоэкология» введён немецким физикогеографом К. Троллем (1966). Становление геоэкологии в России шло по мере развития экологического направления в географии, выделенного в 1950-х годах В. Н. Сукачёвым, В. Б. Сочавой и И. П. Герасимовым, которые развивали идеи В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Г. И. Танфильева, Г. Н. Высоцкого, Г. Ф. Морозова о необходимости синтеза подходов экологии, ладшафтоведения, фитоценологии и других наук для объяснения закономерностей взаимодействия экосистем, косной природы и роли человека в необратимой трансформации природной среды. Исследования в этой сфере продолжены Б. В. Виноградовым (1998), С. П. Горшковым (1998), А. А. Чибилевым (1998), Г. Н. Голубевым (1999), И. Е. Тимашевым (2000), А. Г. Исаченко (2001), К. С. Лосевым (2001), Ю. Г. Пузаченко (2001), Б. И. Кочуровым (2003), Н. Н. Родзевичем (2003), М. П. Петровым (2004), А. А. Тишковым (2005)и др.

Теоретические предпосылки развития геоэкологии закладывались в географии на основе комплексного анализа исследования разнообразных аспектов взаимодействия человека и природы, оценки экологического состояния территорий и выявления острых экологических ситуаций. Широкое использование геоэкологии картографических методов и аэрокосмической информации позволяют геоэкологии активно внедрять в теорию и практику геоинформационные технологии и другие средства упорядочивания эколого-географической информации, полученной в пределах искусственных (политических, административных), природных (ландшафтных, бассейновых) границ. Геоэкологические исследования любой территории опираются на её ландшафтную структуру, ландшафтное районирование и картографирование (А. Г. Исаченко, 2001). По Б. В. Виноградову, структура геоэкологии включает: функциональную геоэкологию, изучающую взаимосвязи компонентов геосистем по вертикали - от геологического строения до верхней тропосферы; хорологическую геоэкологию, выявляющую пространственные закономерности и структуры разного уровня (локальный, региональный, глобальный) и определяющую роль различных факторов в формировании их разнообразия; динамическую геоэкологию, описывающую временные изменения геосистем (суточные, сезонные, годичные, многолетние, в том числе циклические и направленные) разного иерархического уровня, что позволяет прогнозировать их состояние в целом, изменение отдельных элементов и параметров; прикладную геоэкологию, очерчивающую области практического применения результатов исследований, в первую очередь в экологическом мониторинге, индикации состояния геосистем и экодиагностике, геоэкологическом картографировании, реабилитации нарушенных земель, в организации территориальной охраны природы и тому подобное.

За рубежом геоэкология наиболее развита в Германии, где рассматривается как ландшафтная экология (К. Тролль) - «наука о природных комплексах, обусловленных взаимоотношениями между живыми существами и их средой в данной части ландшафта», её развитие связано также с именами Г. Вальтера, Й. Шмитхюзена. Национальные школы геоэкологии развиваются также в Чехии (М. Ружичка), Франции (М. Гордон, Ж. Лонг), Нидерландах (И. Зонневелд, А. Винк). В США геоэкология, или географическая экология, оформлялась в самостоятельную науку в рамках экологии, то есть в системе биологических наук, но в целом также базировалась на методологии ландшафтной экологии.

В геологии использование термина «геоэкология» имеет другие аспекты: В. И. Осипов определяет геоэкологию как междисциплинарный комплекс знаний об абиотических геосферных оболочках Земли (верхняя часть литосферы; педосфера, или почвенный слой; приземные слои атмосферы; поверхностные воды, являющиеся минеральной основой биосферы) как компонентах окружающей среды и их изменениях под влиянием природных и антропогенных факторов. В качестве общенаучного метода, применяемого в геоэкологии, рассматривается системный анализ, лежащий в основе всеобщей связи процессов, происходящих на различных структурных и вещественных уровнях изучаемых явлений и образований. Специфический метод геоэкологии, отличающий её от известных наук о Земле, - экологический подход, базирующийся на изучении геосферных оболочек и происходящих в них процессах с точки зрения влияния на живую природу. Геоэкология рассматривается также как отрасль знаний, исследующая экологические аспекты геологии по аналогии с другими науками геологического цикла - геохимией, геофизикой, геодинамикой (Л. Л. Прозоров); к этому пониманию геоэкологии близка так называемая экологическая геология, изучающая экологические функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин (В. Т. Трофимов, В.А. Королёв и др.).

Лит.: Тролль К. Ландшафтная экология (геоэкология) и биогеоцеиология: терминологическое исследование // Изв. Академии Наук СССР. Сер. географическая. 1972. № 3; MacArthur R. Н. Geographical ecology: pattern in the distribution of species. 2nd ed. Princeton, 1984; Герасимов И. П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира. М., 1985; Forman R., Gordon М. Landscape ecology. N. Y., 1986; Королев В. А. Современные проблемы экологической геологии // Соровский образовательный журнал. 1996. № 4; Осипов В. И. Геоэкология: понятие, задачи, приоритеты // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1997. № 1; Виноградов Б. В. Основы ландшафтной экологии. М., 1998; Горшков С. П. Концептуальные основы геоэкологии. Смоленск, 1998; Чибилев А.А. Введение в геоэкологию. Екатеринбург, 1998; Исаченко А. Г. Введение в экологическую географию. СПб., 2003; Кочуров Б. И. Экодиагностика и сбалансированное развитие. Смоленск, 2003; Родзевич Н. Н. Геоэкология и природопользование. М., 2003; Петров К. М. Геоэкология. СПб., 2004; Карлович И. А. Геоэкология. М., 2005; Тишков А. А. Биосферные функции природных экосистем России. М., 2005; Голубев Г. Н. Геоэкология. 2-е изд. М., 2006.

А. А. Тишков; В. И. Осипов (геология).

1.2. Основные понятия и определения в геоэкологии

Существование и различные виды деятельности человека протекают на Земле в пределах так называемой окружающей среды. Под окружающей средой, которую правильнее называть, средой, окружающей человека, принято понимать систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов, в которых протекают труд, быт и отдых людей. Это понятие включает природные, социальные и искусственно создаваемые, различные по назначению и масштабам явления, прямо или косвенно воздействующие на жизнь человека. Факторы окружающей среды делятся на естественные (природные) и искусственные (антропогенные или техногенные).

Важнейшей составной частью окружающей среды является природная среда, объединяющая четыре геосферы Земли. Под геосферами понимают более или менее правильные концентрические слои, охватывающие всю Землю, меняющиеся с глубиной и обладающие характерными физическими, химическими и биологическими свойствами. Геосферы подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся атмосфера и поверхностная гидросфера, к внутренним - подземная гидросфера, земная кора, мантия и ядро. Земная кора и верхняя мантия составляют литосферу, которая также относится к внутренним геосферам. Атмосфера, гидросфера и верхи литосферы образуют биосферу - сложную прерывистую оболочку Земли, являющуюся средой обитания биоты - живого "вещества" планеты. С термином "биосфера", введенным в науку австралийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. и широко использовавшимся В.И. Вернадским [З], тесно смыкается термин "экосфера" Ю. Одума (1971), определявшего ее как сферу деятельности живых организмов и окружающую их среду. Многие ученые считают био- и экосферу синонимами. Использование термина "экосфера", по их мнению, нецелесообразно.

Биосфера, в свою очередь, распадается на ряд экосистем (или геоэкосистем).

Экосистемой называют любое сообщество живых организмов и его среду обитания, объединенные в функциональное целое. Размеры экосистем могут меняться от микроэкосистем (например, ствол гниющего дерева) до глобальной экосистемы, к которой, собственно, и относится биосфера.

Термин "экосистема" введен в экологию английским геоботаником Л. Тенели в 1935 г. Важнейшим среди экосистем считается биогеоценоз - единый взаимообусловленный природный комплекс, представляющий собой совокупность растений, животных и микроорганизмов с соответствующим участком земной поверхности - биотопом.

Таким образом, биогеоценоз - это совокупность биотических и абиотических факторов - биоценоза и биотопа (рис. 1.1). При этом под биотопом понимается участок земной поверхности, характеризующийся однородностью геологического строения, микроклимата, водного режима, рельефа и почвенного покрова.

В соответствии с другими определениями биогеоценоза во главу угла ставится однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (почва и др.) компонентов и динамическими взаимодействиями между ними.

Многие исследователи рассматривают термины "экосистема" и "биогеоценоз" в качестве синонимов. Причем "экосистема" чаще используется американскими, а "биогеоценоз" - европейскими и российскими исследователями.

Таким образом, природная среда включает в себя биосферу с экосистемами (биогеоценозами), атмосферу, гидросферу и литосферу .

Перечисленные выше геосферы представляют собой природные оболочки Земли.

Рис. 1.1 Схема биогеоценоза

(Охрана ландшафтов. - М.: Прогресс, 1982)

Кроме них, выделяется также и искусственная (антропогенная) или техногенная " оболочка" – техносфера, созданная человеком среда обитания, являющаяся частью биосферы. Техносфера рассматривается как материальная часть общественной системы – социосферы, взаимодействующей с природной средой. В пределах техносферы выделяются хозяйственные (природно-технические, геотехнические , технические) системы, объединяющие материально-технические средства производственной и сопутствующей ей деятельности, а также технологические процессы. Такими хозяйственными системами являются промышленность, сельское хозяйство, строительство, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.

Биосфера преобразуется в качественно новое состояние - ноосферу, или сферу разума. Ноосфера выступает как особая оболочка Земли, в которой проявляется деятельность человеческого общества .

Ноосфера отражает духовную жизнь общества и, по мнению отдельных ученых, представляет собой вторую (первая - техносфера) часть социосферы.

Влияние человека на состояние компонентов окружающей среды возрастало по мере совершенствования его технического оснащения и возрастания потребностей. Первый закон об охране окружающей среды издал английский король Эдуард IV в 1273 г., запретив отапливать дома Лондона каменным углем, т.к. образовывалось много копоти. В 1388 г. был издан закон об охране р. Темзы в черте города. В XVI веке на первых географических картах Московского государства уже содержатся сведения об обмелении рек, возникшем в результате сведения лесов и распашки пойм. В "Морском регламенте", утвержденном Петром I в 1718 г., было запрещено сбрасывать в реки мусор или оставлять его на льду. Тогда же была утверждена должность наблюдателя за чистотой воды на верфях. В 1773 г. Н.И. Новиков издает книгу "Древняя Российская гидрография", где значительно уточняет информацию по преобразованию гидросети России. XVIII - XIX вв. - время начала научно-технической революции человечества. Открыты основные законы механики, электричества. Видные ученые того времени Вик д. Азир, Ж. Ламарк и др. обращают внимание человечества на деградационные процессы, фиксируемые в природе. О глобальности влияния человека на окружающую среду в своем известном труде "Космос" пишет А. Гумбольт. В 1876 г. Э. Реклю вводит понятие "географическая среда", под которой подразумевает пространство, испытывающее влияния деятельности человека. В 1866 г. Геккель выдвигает впервые термин "экология" как наука об отношениях организма с окружающей внешней средой. На Украине в 1910 г. было образовано первое "Общество охранителей природы". В трудах К. Маркса, Ф. Энгельса, В.И. Ленина изложены основы диалектико-материалистического понимания взаимоотношений общества и природы. В 1918 г. был принят закон о лесах РСФСР. В нем нашли отражение основные природоохранные положения. В 1921 г. был принят декрет "Об охране памятников природы, садов и парков".

В 1927 г. французскими учеными Э. Леруа и П. Гейяром введено понятие "ноосфера".

остановимся кратко на содержании и сущности понятия "ноосфера", а также постараемся определить его методологическое значение и соотношение с такими понятиями, как "антропосфера", "социосфера" и "техносфера".

Можно выделить, по меньшей мере два крупных направления в понимании термина «геоэкология», предмета, целей и задач этой науки: 1. Геоэкология рассматривается, как экология геологической среды . При таком подходе геоэкология изучает закономерные связи (прямые и обратные) геологической среды с другими составляющими природной среды -- атмосферой, гидросферой, биосферой, оценивает влияние хозяйственной деятельности человека во всех её многообразных проявлениях и рассматривается как наука на стыке геологии, геохимии, биологии и экологии. 2. Геоэкология трактуется как наука, изучающая взаимодействие географических, биологических (экологических) и социально-производственных систем. В этом случае геоэкология изучает экологические аспекты природопользования, вопросы взаимоотношений человека и природы, для неё характерно активное использование системной и синергетической парадигм, эволюционного подхода. Здесь геоэкология рассматривается как наука на стыке географии и экологии. Существует и ряд других воззрений на геоэкологию. Так, можно выделить различные трактовки в зависимости от того, какую науку (географию или экологию) автор принимает за основу геоэкологии. Ряд авторов рассматривает геоэкологию как экологизированную географию, изучающую приспособление хозяйства к вмещающему ландшафту. Другие - частью экологии, в которой изучаются последствия взаимодействия биотических и абиотических компонентов. Многие учёные считают геоэкологию результатом современного развития и синтеза целого ряда наук: географических, геологических, почвенных и других. Эти авторы выступают за широкое понимание геоэкологии как интегральной науки экологической направленности, изучающей закономерности функционирования антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации.

5* Понимание геоэкологии в географическом и геологическом подходах

Геологический подход является ключевым , но не основным. Проблематика разрабатывалась в рамках геоэкологии. Резудьтат-экологическая геология, объектом является совокупность геосфер. Состав основного объекта среды включает: - геосферу, литобиосферу,литосферу,подземную часть техносферы. Геологическая среда является объектом геологической экологии, так как находится во взаимосвязи с техносферой,атмосферой,биосферой. Задачи геологического этапа : 1.изучение геологической среды, 2. Выявление опасных процессов природного и техногенного характера, которые могут угрожать обществу и сооружениям. Предмет : экологические функции и свойства экологической среды. Геология – сфера изучения законов литосферы и геосферы, выявляющая роль внешних геосфер земли и преобладающей деятельности человека. Геологическая экология: экогеохимия, экогеоморфология,экогеодинамика. Географический подход . Географам принадлежит первые сведения о геоэкологии. Карл Тролль автор термина «геоэкология» 1939год. Географы впервые включили в объект исследования природные ландшафты. Географическая наука сформировала предпосылки к геоэкологии : 1. География природных экосистем и биогеография изучают закономерности функционирования систем различного уровня. Результат-выявление экологических закономерностей географических зон 2. географы часто используют экологические оценки и подходы при расширении связей между социально-экономическим развитием и ос. 3. исследование медицины, географии заболеваний, вызванные изменением состояния ос и геохимическими особенностями природных и техногенных систем 4. геоэкология изучает современные ландшафты, имеет связь с экологией ландшафтов, но конечной целью является задача оптимизации природных ресурсов. 5. геоэкология является продолжением концепции конструктивной географии.

Понятие и история геоэкологии

Определение 1

Геоэкология – это одна из молодых междисциплинарных наук экологического направления, изучающая наиболее глобальные в территориальном плане закономерности функционирования экосистем и биосферы в целом, природного и антропогенного характера.

Она сформировалась в период так называемого второго расширения предмета экологии , т.е. около начала второй половины прошлого века. Формирование геоэкологии определялось синтезом классической экологии, географии и охраны природы, впоследствии концепция последней в качестве самостоятельной научной дисциплины становилась все менее популярной, и к концу прошлого века почти исчезла, слившись с экологией. На современном этапе география и экология приобретают важную прикладную способность прогнозировать трансформацию природы на поверхности Земли (в основном в результате человеческой деятельности), предлагать решения, смягчающие отрицательное влияние человека на природу.

Однако увлечение прикладными аспектами экологии зачастую идет в ущерб теоретическим исследованиям и приводит к изменению самого предмета экологии в сторону его сближения с науками о Земле. В результате, биоэкология, первоначально составлявшая всю экологию в целом, сейчас начинает восприниматься лишь как одна, и далеко не главная, отрасль экологической науки.

Замечание 1

В процессе развития геоэкологии ее предмет претерпел заметные изменения. В частности, если в конце 70-х годов геоэкология считалась в основном учением о естественном энергетическом и вещественном бюджете ландшафта, а методологией этого направления было детальное количественное и качественное изучение круговоротов веществ, то в 80-х годах содержание этой науки значительно расширилось.

В число центральных понятий геоэкологии входит термин "природная среда", под которой понимается комплекс геооболочек Земли, существующий в состоянии относительного термодинамического равновесия. В структуру данного комплекса входит ближнее космическое пространство, земная атмосфера, Мировой океан, внутренняя гидросфера, криосфера и деятельный слой литосферы.

В наши дни геоэкология является комплексной наукой, которая исследует преимущественно необратимые процессы и явления, происходящие под влиянием интенсивного антропогенного воздействия в природной среде и биосфере, возникающие в результате, кроме того, близкие и отдаленные во времени последствия антропогенного фактора .

Основное внимание при этом уделяется пространственно-временному аспекту экологических исследований.

Основные задачи геоэкологии

Спектр задач геоэкологической науки включает:

• Изучение источников антропогенного влияния на природную среду и биосферу, интенсивности антропогенного фактора и пространственно-временных особенностей его проявления;
• Создание и оптимизацию специальных геоинформационных систем для обеспечения непрерывного контроля состояниея природной среды (биосферы), на основе комплексной системы мониторинга;
• Исследование количественных показателей загрязнения и разрушения основных компонентов глобальной экосистемы и всех геосферных оболочек Земли, постоянный и повсеместный мониторинг их динамики;
• Оценку антропогенной нагрузки на естественные ландшафты, определяющие возможность их функционирование как экосистем, разработку и осуществление нормирования и регулирования нагрузок на экосистемы различных иерархических уровней организации, изучение реакции биосферы как целостной системы на антропогенные процессы различного происхождения;
• Оценку, прогностику и моделирование результатов антропогенных воздействий, проявляющихся в трансформации состояния компонентов экосистем от регионального до глобального уровней, а также в изменении интенсивности и направленности процессов тепло-массо-энергобаланса глобальных экосистем в различных временных масштабов;
• Исследование устойчивости геологической среды, в условиях антропогенного воздействия;
• Разработку рекомендаций для сохранения целостности природной среды и биосферы за счет оптимизации антропогенной деятельности и регламентации масштабов ресурсопотребления.