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.