КОМУ И ЗАЧЕМ НУЖЕН КОМПЛЕКСНЫЙ МОНИТОРИНГ БОЛЬШОГО ВАСЮГАНСКОГО
БОЛОТА?
"Комплексный мониторинг Большого Васюганского болота: современное
состояние и процессы развития под воздействием природных и
антропогенных факторов" одна из крупнейших интеграционных
научно-исследовательских программ.
Программа рассчитана на три
года и выполняется учеными 18 институтов СО РАН (ИПА, ИГНГ,
ОИИФФ, НИОХ, ОИГ, ИЦГ, ИСиЭЖ, ИВММГ, ОИИ, НФИВЭП из
Новосибирска; ИОМ, ИОА, ИХН, ГИС при ТНЦ, ТФ ИЛ, ТФ ИГНГ из
Томска; ИВЭП из Барнаула; ИЛ из Красноярска), а также
Сибирский НИИ торфа СО РАСХН, Томский государственный университет
(вместе с СФТИ), Томский политехнический университет и Томский
НИИ курортологии Минздрава РФ.
Об итогах
выполненных исследований по программе в 2000 году рассказывает
координатор работ директор Института оптического мониторинга СО
РАН член-корреспондент РАН М.КАБАНОВ.
Региональный выбор
Опыт работы сибирских ученых и результаты исследований по проекту
"Климато-экологический мониторинг Сибири" в рамках НТП "Сибирь"
показывает, что даже для одного континентального Сибирского
региона современное состояние и ключевые процессы развития имеют
существенно различные внутрирегиональные особенности. В условиях
ограниченных финансовых и технических ресурсов представляется
более перспективным сосредоточить усилия на более компактных
объектах исследований с последующим обобщением результатов
исследований на крупные природно-климатические зоны и далее на
глобальные модели развития. При таком подходе одновременные
мультидисциплинарные исследования многих значимых факторов
обеспечивают не только решение фундаментальных научных проблем,
связанных с глобальными изменениями окружающей среды и климата,
но и решение региональных социально-экономических проблем,
связанных с природно-климатическими изменениями в условиях
развивающегося природопользования. Другое достоинство такого
методологического подхода состоит в том, что он при ограниченных
материальных ресурсах обеспечивает более эффективное
использование научно-технического потенциала в исследуемом
регионе для решения поставленных проблем.
В качестве приоритетного объекта исследований было выбрано
Большое Васюганское болото (БВБ). В основе сделанного выбора по
объекту исследования лежит несколько причин. Прежде всего, БВБ
представляет собой самый крупный по масштабам в Западной Сибири и
на планете природный комплекс (53 тыс.км2 в Новосибирской, Омской
и Томской областях). В соответствии с размерами этого комплекса
уникальными являются и другие параметры БВБ: возраст 6--10
тыс. лет, запасы воды 400 кубических км, разведанные запасы
торфяных залежейболее 1 млрд тонн.
Основные функции БВБ как устойчивого природного образования
играют важную роль в формировании региональных особенностей,
влияние которых на глобальные изменения окружающей среды и
климата пока слабо изучены.
Предварительные итоги
Итоги работы за 2000 год по интеграционной программе были
подведены на заседании ОУС по наукам о Земле и показали, что в
большинстве организаций-соисполнителей получены интересные и
важные результаты, в большей мере не решающие, а конкретизирующие
задачи предстоящих исследований.
Климатообразующие функции БВБ, как показал анализ данных
стандартной метеосети, в заметной мере проявляется более
сглаженными колебаниями приземной температуры воздуха в
переходные сезоны (весна, осень). Что же касается темпов
потепления в последние десятилетия, то очаг ускоренного
потепления (до 0,5 градуса за 10 лет) располагается в районе
Сургута, а территория БВБ не выделяется по темпам потепления от
других районов Западной Сибири. При этом полученные результаты
климатического районирования по статистике профилей климатических
характеристик (до высот в 30 км) в северном полушарии показывают,
что территория всей Западной Сибири относится к единой зоне без
заметных отличий в районе БВБ. Таким образом, дальнейшие
исследования климатических особенностей БВБ необходимо
сосредоточить преимущественно на наземных наблюдениях как по
температурному режиму в различные сезоны, так и по эмиссии
парниковых газов.
Одновременные исследования гидрологических функций БВБ имеют
особое значение, так как "горбатый" профиль этой болотной системы
обуславливает речные стоки и на юг, и на север. Поэтому
разработка и проверка имитационной модели регионального водного
баланса с учетом климатических и антропогенных воздействий имеет
не только практическое значение для территории БВБ, но и большое
научное значение для моделирования и прогноза гидрологического
режима других лесоболотных экосистем. Выбор представительных
участков для подобных исследований на территории БВБ приобретает
решающее значение, а пока полевые исследования продолжены в
бассейнах малых рек на периферии БВБ.
Средообразующие функции водно-болотных угодий БВБ представляют
интерес как для сохранения и приумножения природоресурсного
потенциала, так и для биоразнообразия на территории исследуемого
природного образования. В соответствии с намеченной программой
работ в 2000 г. проведен очередной цикл наблюдений за динамикой
биомассы на стационаре в Плотниково (Томская область) и на
междуречье рек Инса и Бакчар. При этом определялась биологическая
продуктивность разных типов болотных фитоценозов и исследовался
современный состав микрофлоры в торфяной залежи. На основании
полученных оценок углеродного баланса установлено, что количество
выделившегося углерода на естественном участке олиготрофной
болотной системы в 1,6 раза меньше, чем его отложение в виде
органического вещества, что свидетельствует о преобладании на
этих участках процессов депонирования углерода.
Экодинамический анализ лесоболотных ландшафтов по результатам
полевых исследований в 2000 г. и предыдущих лет показывает, что
болотообразовательный процесс в целом (на шкале столетий и
тысячелетий) идет в направлении разрастания болот в стороны и
поверхностного заболачивания лесов на выщелоченных почвах с
недостаточным стоком. Вместе с тем, по южному краю БВБ
наблюдаются процессы разболачивания, о чем свидетельствуют
обсушенные торфяные горизонты почв, исчезновение болотных видов
растительности и достаточно интенсивное облесение в этих местах.
При таком развитии процессов усиливается значение их прогноза на
ландшафтной основе и, следовательно, необходимость
картографической обработки имеющихся космических снимков по
территории БВБ.
Систематизированный сбор и накопление цифрового картографического
материала о территории БВБ, включая тематические карты
(биологические, торфяные, почвенные, лесные и др.) и
аэрокосмические снимки высокого разрешения, стали основным
направлением работ по развитию геоинформационных технологий в
2000 г. На этой основе создана первая версия цифровой карты
растительности БВБ и прилегающей к нему территории, а также
сформирован тематический слой по устойчивости территории к
антропогенным нагрузкам. В целом, геоинформационный
технологический блок рассматривается ключевым для интеграции
разнородных результатов мультидисциплинарных исследований.
Другой технологический блок программы направлен на создание
научных основ по влиянию техногенных воздействий и экологически
безопасных реабилитационных технологий на исследуемую болотную
систему, а также на развитие технологий возобновляемого
использования природных ресурсов БВБ. Экспедиционные исследования
2000 г. по оценке экологического и геохимического состояния
болотных вод были проведены в бассейнах рек Чая, Бакчар, Васюган
с последующим химическим анализом проб на микро и
макрокомпоненты, тяжелые металлы, органические соединения и
редкие элементы. По результатам этих предварительных исследований
состояние поверхностных болотных вод оценено как
удовлетворительное, явных признаков техногенного загрязнения на
исследованных участках пока не обнаружено.
Из анализа разработанных технологий и материалов для реабилитации
почв от техногенных воздействий следует, в частности, что сами
торфяные ресурсы БВБ могут быть эффективно использованы в
качестве природных адсорбентов для реабилитации сильно
загрязненных нефтепродуктами почв. На основании ранее выполненных
исследований установлены некоторые корреляции между типами
природных антиоксидантов, выделяемых из концентратов болотного
происхождения, и общей биологической активностью торфов,
сапропелей и исходных растений - торфообразователей, что в
дальнейшем может быть использовано для получения природных
веществ с высокой биологической активностью. Работы по выделению
отдельных соединений и использованию эффективных средств,
обладающих фунгицидным, противоязвенным и биостимулирующим
действием на основе водорастворимых фракций торфа, продолжаются.
Наконец, в интересах всех блоков программы намечен отдельный план
работ по приборному обновлению инструментальных наблюдений
(наземных и самолетных). К числу новых разрабатываемых
исполнителями технических средств и технологий наблюдения
относятся: аэрозольный отборник и технология элементного анализа
атмосферных аэрозолей с использованием синхротронного центра СО
РАН, оптический датчик содержания метана с использованием
многоходовой кюветы, технология послойного анализа содержания
ртути в торфяных залежах и ряд других. Важнейшим результатом 2000
года является разработка и изготовление автономного
метеокомплекса, легко переносимого и обеспечивающего оперативные
измерения температуры, влажности, давления и ветровых
характеристик в приземном слое атмосферы.
На Объединенном ученом совете по наукам о Земле было признано,
что исследования по программе проводятся успешно и рекомендовано
их продолжить с увеличением целевого финансирования.
Ожидаемые результаты
Уже тысячелетия живет по законам природы Большое Васюганское
болото с небольшой плотностью населения, проживающего
преимущественно по долинам многочисленных извилистых речек. Лишь
в 20-ом веке становится заметным промышленное освоение его
природных богатств: с западной стороны БВБ начата разработка
нефтяных месторождений, с восточной торфяных залежей, с
северной БВБ планируется разработка железорудных месторождений, с
южной стороны развитие земельных угодий для агропромышленного
производства. В условиях усиливающегося антропогенного
воздействия на БВБ становятся особенно важными научные
исследования его современного состояния и процессов развития, как
с природоведческой точки зрения, так и в интересах рационального
природопользования. В рамках настоящей интеграционной программы
планируется завершить лишь определенный этап научных исследований
и представить в итоговом отчете ряд конкретных ожидаемых
результатов.
Одним из основных ожидаемых результатов является
геоинформационная система БВБ, которая рассматривается
результатом не только имеющих самостоятельное значение работ по
развитию геоинформационных технологий, но и интегратором
систематизированных и масштабированных баз данных по БВБ с
широким доступом к сформированным информационным ресурсам.
Возможный доступ имеет особое значение, так как интерпретация
результатов мультидисциплинарных исследований и выявление
природных законов являются сложным процессом, часто не
укладывающимся во временные рамки одного поколения ученых.
Другим результатом является монографическое обобщение итогов
ранее выполненных и современных исследований. Из предварительных
обсуждений с исполнителями программы ожидается, что написание
монографии станет важным стимулом для инвентаризации накопленных
за последние десятилетия данных, с одной стороны, и полезным
результатом для потребителей научно-практической информации, с
другой стороны. Ожидается также участие в написании коллективной
монографии широкого круга ученых и специалистов, входящих и не
входящих в состав исполнителей программы
Третьим ожидаемым результатом является проект комплексного
геосферно-биосферного стационара на территории БВБ с
использованием современных методов и техники мониторинга.
Создание подобных стационаров для комплексного
(мультидисциплинарного) мониторинга крупных
природно-территориальных комплексов является в настоящее время
общепризнанной тенденцией в мировой практике. К сожалению, в
Сибири пока отсутствуют стационары для мониторинга лесоболотных
систем, которые именно в Сибири являются самыми обширными и
значимыми для планеты в целом. Выбор места, а также научное и
технико-экономическое обоснование проекта по
геосферно-биосферному стационару на территории БВБ входят в число
задач экспедиционных работ по программе всех основных
исполнителей.
Таким образом, все основные ожидаемые результаты по программе
нацелены как на решение текущих и конкретных научно-практических
задач, так и на создание научных основ по комплексному
мониторингу Большого Васюганского болота, обеспечивающему
долговременный контроль факторов регионального, планетарного и
космического происхождения. Такая ориентация программы
соответствует современным представлениям о природно-климатических
процессах и о возможных мерах по предотвращению их опасного
развития.
|