Геоэкология

Магнитосфера защищает поверхность Земли от заряженных частиц солнечного ветра.

Геоэкология — междисциплинарная наука, изучающая необратимые процессы и явления в природной среде и биосфере, возникающие в результате интенсивного антропогенного воздействия, а также близкие и отдаленные во времени последствия этих воздействий.

Геоэкология рассматривает экологию в пространственном контексте в различных масштабах — от нескольких квадратных или кубических сантиметров до нескольких километров и глобальных проблем. В экологических системах физические, химические и биологические процессы происходят одновременно и взаимосвязаны. Кроме того, все эти процессы очень неоднородны в пространстве и времени.

Геоэкология основана на понимании этих различных процессов, чтобы в конечном итоге иметь возможность анализировать сложные реальные экосистемы и понимать их разнообразные взаимосвязи. Она проводит как фундаментальные исследования, так и применяет полученные знания для решения различных экологических проблем. При этом используется множество методов из разных дисциплин, от работы в полевых условиях и в лаборатории до создания сложных имитационных моделей на компьютере. Согласно этому пониманию, геоэкология включает в себя как геонаучные дисциплины, такие как почвоведение или гидрология, так и биолого-экологические дисциплины. Такие дисциплины, как химия окружающей среды, геоинформатика, экологическая информатика или дистанционное зондирование, также являются частью геоэкологии, понимаемой таким образом.

История появления

Термин «геоэкология» был впервые использован немецким фи­зи­ко­гео­гра­фом Карлом Троллем в 1966 году в качестве английского перевода основанной им ландшафтной экологии. Однако в англоязычном мире этот термин не смог превалировать над дословным переводом «ландшафтная экология». Независимая программа по геоэкологии и концепция геоэкологии как науки об окружающей среде были основаны в Байройте в 1978 году, в основном по инициативе гидролога Реймера Херрманна. Программа была создана как побочное направление географии. Геоэкология существует как самостоятельная программа для получения научной степени в основном в Германии. В англоязычных странах используется термин «экологические исследования».

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.

Место в системе экологических и географических наук

Скалистый берег горного ручья в Коста-Рике

Теоретические предпосылки развития геоэкологии основывались на комплексном анализе исследования различных аспектов взаимодействия человека и природы, оценки экологического состояния территорий и выявления острых экологических ситуаций. Широкое использование геокартографических методов и аэрокосмической информации позволяют геоэкологии активно внедрять в теорию и практику геоинформационные технологии и другие средства упорядочивания эколого-географической информации. Геоэкологические исследования любой территории опираются на её ландшафтную структуру, ландшафтное районирование и картирование.

Геоэкологическая структура включает функциональную геоэкологию, хорологическую геоэкологию, динамическую геоэкологию и прикладную геоэкологию. Функциональная геоэкология изучает взаимосвязи компонентов геосистем с точки зрения вертикали, хорологическая геоэкология выявляет пространственные закономерности различного уровня, динамическая геоэкология описывает временные изменения геосистем, а прикладная геоэкология определяет области практического применения результатов исследований, в том числе в экологическом мониторинге, индикации состояния геосистем, геоэкологическом картировании, реабилитации нарушенных земель и организации территориальной охраны природы.

Понимаемая как наука об окружающей среде, геоэкология, естественно, имеет очень широкий охват и объединяет множество дисциплин. Геоэкология изучает физические, химические и биологические процессы, всегда с точки зрения их значения для функционирования экосистем. Преимущественно экономические и социальные науки, а также исключительно технические и юридические аспекты экологических наук не являются предметом геоэкологии. Однако научные требования к техническим и социальным решениям экологических проблем в значительной степени входят в её компетенцию.

Геоэкология имеет схожие отношения с соседними дисциплинами в геонауках: она пересекается с другими предметами, где речь идет об экологических аспектах, например, с гидрологией водосбора, экологической геологией/экологической геохимией или исследованием приповерхностных слоев недр геофизическими методами. Однако геоэкология не связана, например, с чисто техническими аспектами гидротехнического строительства, разведкой месторождений сырья (геология) или исследованием землетрясений (геофизика).

В физической географии существует несколько школ, которые либо приравнивают геоэкологию к географически понимаемой ландшафтной экологии, либо относят к геоэкологии ту или иную область ландшафтной экологии. Иногда к геоэкологии относят даже всю физическую географию.

Некоторые физико-географы рассматривают геоэкологию как науку о неживой части ландшафтного баланса, то есть о физико-химических процессах в ландшафтах. По их мнению, биоэкология занимается биотическими процессами, а ландшафтная экология объединяет эти две точки зрения. Иногда этот взгляд сужают ещё больше, отводя геоморфологии и исследованиям четвертичного периода центральное место в абиотической части ландшафтной экологии/геоэкологии. Слабость этого определения часто видят в практической неразделимости биотических и абиотических процессов на ландшафтном уровне. Дополнительный термин «биоэкология» также не стал общепринятым ни в Германии, ни на международном уровне. Однако это определение уже вошло в некоторые учебники по географии.

Направления исследований

Извержение вулкана на Гавайях

Геоэкология решает следующие задачи:

• исследование источников антропогенного воздействия на природную среду и биосферу, их интенсивности и пространственно-временного распределения;
• создание и оптимизация геоинформационных систем, обеспечивающих непрерывный контроль за состоянием природной среды (биосферы), в основе которых лежат различные виды мониторинга;
• изучение уровня загрязнения и разрушения компонентов глобальной системы (атмосферы, Мирового океана, внутренних вод, литосферы, криосферы, биосферы), постоянный и повсеместный контроль их динамики;
• изучение антропогенной нагрузки на природные ландшафты и их функционирование как экосистем, нормирование и регулирование нагрузок на экосистемы разных иерархических уровней, исследование реакции биосферы на антропогенные процессы различного характера;
• оценка, прогноз и моделирование последствий антропогенных воздействий, проявляющихся в изменении состояния компонентов глобальной и региональной экосистем, в изменении интенсивности процессов тепло-массо-энергообмена между ними для разных временных масштабов;
• геологическое исследование устойчивости природной среды, подвергнутой антропогенному воздействию;
• разработка рекомендаций по сохранению целостности природной среды и биосферы путем оптимизации хозяйственной деятельности и регламентации ресурсопотребления.