Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем"

ЦлхА

На правах рукописи

ШИЛИН Михаил Борисович

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИБРЕЖНЫХ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Российском государственном гидрометеорологическом

университете

Научный консультант: член-корреспондент РАН,

доктор технических наук, профессор

Федоров Михаил Петрович

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор

Лымарев Василий Иосифович

доктор географических наук, профессор

Смирнов Николай Павлович

доктор технических наук, профессор

Альхименко Александр Иванович Ведущая организация: Зоологический институт РАН

С<г**Т%Ъ/р) 3О

Защита состоится ^'гЯ/^.С 2006 г. в -У^часР & мин. на заседа-

нии диссертационного совета Д.212.197.03 в Российском государственном гидрометеорологическом университете (РГТМУ) по адресу: 195027 Санкт-Петербург, пр. Металлистов, д. 3, ауд. 406 б

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГТМУ Автореферат разослан « ^2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совет; доктор технических наук

П.П. Бескид

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Основным содержанием работы является формирование нового научного направления — геоэкологии прибрежных природно-технических систем, заключающегося в разработке концепции прибрежных природно-технических систем (ППТС) и научно-методологических основ их геоэкологического мониторинга. В результате выполненной работы предложена новая система взглядов на формирование, функционирование, модернизацию различных типов ППТС и осуществление их мониторинга. Сформированное научное направление представляет собой один из основных путей развития обеспечения экологической безопасности прибрежных геосистем с ППТС. Актуальность исследования

В течение всего XX в. значение прибрежной зоны морей и океанов в хозяйственной деятельности человека возрастало и по прогнозам специалистов будет возрастать в XXI в. Важность прибрежной зоны для решения задач устойчивого развития России не вызывает сомнений. Протяженность морских берегов России — около 60 тыс. км; в 30-километровой зоне вдоль берегов морей проживает около 20 млн. россиян (Кононенко, Шилин, 2003).

Основная тенденция берсгопользования, ярко проявившаяся во второй половине XX века, — интенсификация, сопровождающаяся формированием в прибрежной зоне большого количества антропогенных конструкций. Благодаря этому, прибрежная зона становится все более сложным объектом для природопользования и управления. Теория взаимодействия технических объектов и природных экосистем в прибрежной зоне разработана слабо. Очевидно, в целях обеспечения экологической безопасности берегопользования необходимо разработать концепцию ППТС и научно-методологические основы их мониторинга. Планирование ППТС, наблюдение за их формированием и эксплуатацией, разработка стратегии управления ППТС объединяются в единую систему геоэкологического мониторинга. Мониторинг ППТС -новое направление мониторинга; создание его концептуальной базы и научно-методических основ являются актуальной научной проблемой. Цель и задачи диссертационного исследования

Цель настоящей работы определена как разработка концепции ППТС и научных основ их геоэкологического мониторинга. Поставленная цель достигается путем решения ряда задач:

а) формирование понятия «прибрежная природно-техническая система» и определение ее основных характеристик как объекта геоэкологического мониторинга;

б) классификация ППТС и выявление особенностей мониторинга ППТС различных типов;

• в) разработка методологии оценки экологической опасности / безопасности воздействия ППТС на прибрежную геосистему;

г) разработка способов описания взаимодействия природных экосистем и технических объектов с целью оценки и прогнозирования экологической ситуации в геосистемах с ППТС;

д) апробация разработанных способов и подходов путем проведения геоэкологического мониторинга различных типов ППТС;

е) оценка и прогноз общего состояния и экологической опасности / безопасности воздействия различных ППТС на прибрежную систему на этапах их формирования, эксплуатации и модернизации;

ж) разработка подходов к экологически безопасному управлению ППТС и обеспечению их устойчивого взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении геоэкологического мониторинга.

Материал и методы исследований

Для достижения поставленных целей и задач в 1991 — 2005 гг. автором организованы и проведены исследования ряда ППТС в Балтийском, Баренцевом и Белом морях. Методологической базой исследований являются фундаментальные положения геоэкологии. Применены следующие методы исследований.

1. Комплексные многолетние натурные наблюдения за биотической, абиотической и техногенной компонентами ППТС.

2. Опрос экспертов, анкетирование и интервьюирование местных бере-гопользователей, вовлеченных в процесс принятия решений по управлению ППТС.

3. Интегральные технологии комплексного управления прибрежной зоной - КУПЗ.

4. Балльно-индексная оценка интенсивности и опасности / безопасности антропогенного воздействия на геосистемы с ППТС.

5. Определение изменения устойчивости / неизменности геосистем с ППТС на основе информации о разнообразии биологических сообществ.

6. Моделирование поступления в водную среду и переноса биогенных элементов (азот, фосфор) в ППТС с рыбоводными садками.

7. Политологический анализ возможных стратегий взаимодействия ППТС в интересах устойчивого развития прибрежной зоны.

Планирование, организация и проведение исследований; сбор, обработка и анализ материала осуществлялись лично автором. Большинство использованных в работе концепций разработано автором лично или при взаимодействии с соавторами (Погребов, Шилин, 2001; Кононенко, Шилин, 2003). Особенностью выполненной работы, как геоэкологического исследования, являются: геосистемный подход; оптимизационная направленность; акцент на использование биоэкологических методов. В ходе исследования определен и развит ряд новых положений, способствующих формированию нового направления в геоэкологии - геоэкологии ППТС. Научная новизна

1. Сформировано новое направление в геоэкологии — геоэкология ППТС, включающее в себя концепцию ППТС и научно-методологические принципы их геоэкологического мониторинга.

2. Впервые осуществлены классификация ППТС, описание их основных характеристик и факторов, влияющих на экологическую опасность / безопасность. ■ .

3. Предложен новый вид геоэкологического мониторинга - мониторинг ППТС.

4. На основе уникальных многолетних данных о формировании различных ППТС, их функционировании и модернизации впервые разработаны:

- методы и критерии оценки состояния"геосистем с ППТС, опасности / безопасности антропогенного воздействия на всех стадиях их формирования, функционирования и модернизации;

- способы описания взаимодействия природных экосистем и технических объектов в рамках различных ППТС;

- принципы оптимизации формируемых ППТС с точки зрения обеспечения их экологической безопасности;

- возможные стратегии управления ППТС;

- подходы к экологически безопасному управлению ППТС и обеспечению их устойчивого взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении геоэкологического мониторинга;

- способы достижения консенсуса между различными бсрегопользовате-лями при разработке стратегии устойчивого развития прибрежной зоны.

- критерии оценки эффективности долголетних проектов, реализуемых в прибрежной зоне.

5. Впервые осуществлена сравнительная апробация предложенных теоретических разработок путем проведения геоэкологическогго мониторинга различных типов ППТС. В результате апробации определены фактические характеристики различных типов ППТС:

- диапазон изменения показателей устойчивости и неизменности геосистем по данным об изменениях разноообразия биологических сообществ;

- скорость возвращения трансформированной геосистемы в исходное состояние после снятия стрессового воздействия;

- характеристики нарушений в зависимости от видов и интенсивности антропогенного воздействия;

- сравнительные оценки опасности / безопасности экологической ситуации в геосистеме при формировании, эксплуатации и модернизации ППТС;

- уровни экологической чувствительности по отношению к различным антропогенным факторам.

6. Впервые проведено зонирование ППТС, находящихся на стадии эксплуатации, по степени необходимого внимания при принятии решений по управлению ситуацией в зависимости от уязвимости биологических сообществ.

7. Предложено новое направление использования ППТС - в качестве учебного полигона для подготовки специалистов по управлению прибрежной зоной.

Практическая значимость

Основные положения диссертации могут быть использованы для экологически безопасного управления ППТС и обеспечения устойчивого развития прибрежной зоны. Основные направления практического применения:

- организация системы геоэкологического мониторинга ППТС;

- оптимизация ППТС с помощью инженерно-экологических разработок;

- совершенствование системы поддержки принятия решений по управлению ППТС;

- вовлечение ППТС в систему образования специалистов по управлению прибрежной зоной.

Полученные результаты использованы ОАО «Ленморниипроект» при организации мониторинга портовых комплексов в Финском заливе Балтийского моря и Кандалакшском заливе Белого моря. Разработки в области планирования ППТС включены администрацией г. Кандалакша в стратегический план развития Кандалакшского района Мурманской области. Методологические разработки используются в учебном процессе в РГГМУ в рамках учебных курсов «Экология Мирового океана», «Биогеография» и «Аквакультура» и ГОУ Санкт- Петербургский государственный политехнический университет в учебных курсах «Экология» и «Защита окружающей среды». В целях методического обеспечения читаемых курсов издано шесть учебных пособий, в том числе в рамках международного проекта Т_1ЕР-10814-1999 ТЕМПУ С / ТАСИС «Развитие обучения и практики в комплексном управлении прибрежной зоной», проекта М-141-05 ФЦП «Интеграция» «Подготовка серии учебных пособий и мультимедийных курсов по проблемам изучения полярных регионов». Учебно- методические аспекты работы обобщены в Концепции экологического образования в технических университетах (Санкт-Петербург, 1998). Результаты мониторинга ППТС Кандалакшского и Финского заливов включены в компьютерное учебное пособие «СоазНеагп», разработанное в результате международного образовательного проекта ЕиСС - Европейского сообщества по охране морских берегов. Методика оценки эффективности долговременных проектов использована автором при выполнении миссий ЮНЕСКО в прибрежных регионах Балтийского и Белого морей. Отчеты о выполнении миссий опубликованы на сайте Отдела Прибрежных Зон и Малых Островов ЮНЕСКО (http://www.unesco.org/csi/act/russia). На защиту выносятся:

- концепция ППТС, включающая в себя их классификацию, описание основных характеристик и их изменений в процессе функционирования;

- научно-методологические основы геоэкологического мониторинга ППТС, включающего в себя методологию оценки состояния ППТС на этапах формирования, эксплуатации и модернизации; методы планирования ее развития и обоснование стратегии устойчивого управления, методы выявления и контроля основных факторов воздействия на геосистему, рекомендации по организации системы геоэкологического мониторинга для различных типов ППТС;

- результаты практической реализации концепции геоэкологического мониторинга для ряда ППТС - в виде сравнительных оценок опасности / безопасности экологической ситуации и возможности управления ею в различных геосистемах на основе анализа комплексной многолетней информации;

- методика сравнительной балльной оценки изменения состояния биологических сообществ при формировании и функционировании ППТС;

- система поддержки принятия управленческих решений в виде макета «рабочего портфеля» для лиц, принимающих экологически значимые решения (ЛПР);

- пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС и повышению их экологической безопасности. Личный вклад автора

Автором разработана концепция ППТС и научно-методологические основы их геоэкологического мониторинга; сформирован «рабочий портфель» ЛПР; предложен пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС; осуществлена адаптация / апробация теоретических разработок применительно к различным типам ППТС при практическом проведении их геоэкологического мониторинга. Автор лично организовывал и проводил все исследования, результаты которых представлены в диссертации. Цели, задачи исследований, научные выводы, обобщения и новые научные положения формулировались автором. Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались на 1 - 3 международных конференциях «Освоение шельфа арктических морей России» (Санкт-Петербург, 1993, 1995, 1997); 1 и 2 международных симпозиумах «Эко-гидравлика» (Трондхейм, 1994; Квебек, 1996); 7 и 8 региональных научно- практических конференциях «Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря» (Санкт- Петербург, 1998; Беломорск / Архангельск, 2001); 1-3 международных семинарах «Рациональное использование прибрежной зоны северных морей» (Кандалакша, 1996, 1998, 1999); 1 международном семинаре по обучению методам комплексного управления прибрежными зонами (Санкт- Петербург, 1997); 10 Международной конференции по Промысловой океанологии (Санкт-Петербург, 1997); Международном научно- техническом семинаре «Экологическая безопасность при конструировании морских и речных портов» (Санкт- Петербург, 1997); Международном семинаре «Этика для морской среды» (Этенс, 1999); Международной научно- практической конференции «Экология 21 века: наука, образование, средства массовой информации» (Санкт-Петербург, 2000); Международной конференции по интеграции комплексного управления прибрежной зоной с морскими науками (Санкт-Петербург, 2000); рабочем семинаре Отдела Прибрежных Зон и Малых Островов ЮНЕСКО (Мапуту, 2001); 2 Международном симпозиуме по биоэтике (Киев, 2002); Международной конференции «Историческая геоэкология, география и природопользование: новые направления и методы исследования» (Санкт-Петербург, 2002); 12 Международной конференции по Промысловой океанологии (Калининград, 2002); Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие и экологический менеджмент» (Санкт-Петербург, 2005); семинаре по проекту ТАСК N 2005/100-731 «Российский и европейский опыт использования модели комплексного управления прибрежной зоной на региональном и муниципальном уровнях» (Приморск, 2005); 7 Международном экологическом Форуме «День Балтийского моря» (Санкт-Петербург, 2006); Международной научно-практической школе «Коммуникации в прибрежной зоне» (Рига, 2006); итоговых сессиях Ученого совета Российского государственного гидрометеорологического университета (РГГМУ) (Санкт-Петербург, 1996, 1997, 2002, 2003, 2006); расширенных семинарах кафедры Гидротехники Технического университета г. Грац (1992, 1994); кафедры Промысловой океанологии и охраны природных вод РГТМУ и кафедры

Экологических основ природопользования ГОУ Санкт-Петербургский Политехнический университет (2005). Публикации

По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ: 5 монографий, б учебныхпособий, 2 брошюры, 1 атлас, 27 статей (из них 7 - в реферируемых ВАК изданиях) и 29 тезисов докладов выступлений на научных форумах; всего 55 публикаций - на русском и 15 - на английском языке. Структура и объем работы

Диссертация состоит из Введения, 5 глав, включающих 15 подразделов, заключения, списка литературы. Рукопись содержит 293 страницы текста, 42 рисунка и 38 таблиц. Список литературы включает 178 наименований, в том числе 35 - на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Природные и технические системы в прибрежной зоне

1.1. Прибрежная зона как природный объект под воздействием

антропогенного пресса

Определены общие особенности прибрежных экосистем Балтийского, Баренцева и Белого морей по комплексу действующих экологических факторов — биотических, абиотических и антропогенных. В качестве общих особенностей прибрежных экосистем выделены: разнообразие макро- и микробиотопов; высокая динамичность среды и активная циркуляция вещества; разнообразие лимитирующих факторов среды (прибой, речной сток, истирающее действие льда); проникновение света по всему пространству биотопа; сложность структуры и пространственной организации биологических сообществ; ярусно-поясное распределение сообществ параллельно береговой линии; высокий уровень первичной и вторичной продуктивности; представленность продуцентов прибрежными макрофитами; высокое содержание в среде и доступность биогенных элементов; активное взаимодействие планктона и бентоса; присутствие в больших количествах планктонных личинок допных организмов; фильтрационная активность консументов, обеспечивающая функционирование маргинального фильтра; преобладание детритных пищевых цепей. Проанализированы и систематизированы основные виды антропогенного воздействия на прибрежные геосистемы с целью их учета при проведении геоэкологического мониторинга. По типу воздействия на прибрежную зону антропогенные факторы подразделены на три основные группы - негативные, позитивные и нейтральные. Задача устойчивого управления прибрежной зоной заключается в поддержке и развитии позитивных видов воздействия и минимизация негативных.

1.2. Концепция прибрежной природно-технинеской системы

Предложена концепция ППТС как особого типа ПТС. Показано, что при

формировании ППТС взаимодействие природной экосистемы и технического объекта в пределах геосистемы становится настолько интенсивным, что позволяет говорить о качественно новом состоянии, представляющем собой единство экосистемы и технического объекта. ППТС представляет собой новый объект

для изучения, планирования, мониторинга и управления, со своими специфическими свойствами. ППТС обладает всеми признаками системы, каковыми являются: а) структурность; б) целостность; в) целенаправленность. Характерной особенностью ППТС является разномасштабность, обусловленная иерархичностью организации прибрежных геосистем (Таблица 1).

Таблица 1. Иерархическая классификация прибрежных геосистем и ППТС

Прибрежная геосистема Масштаб картирования Площадь Пример ППТС

Экозона (Балтийское, Баренцево, Белое моря) 1: > 50.000.000 >65.000 км2 Балтийская транс-портно- рекреационная система

Экопровинция (Финский залив Балтийского моря) 1: 10.000.000 - 50.000.000 2.50065.000 км2 Беломорско-Балтийский канал; система портов в Финском заливе

Экорегион (восточная часть Финского залива; Лужская губа) 1:2.000.00010.000.000 1002.500 км 2 Комплекс защитных сооружений («дамба»); Усть-Лужский порт

Экоокруг (Невская губа; кут Кандалакшского залива) 1: 500.000 -2.000.000 62510.000 га Зарегулированный эстуарий; приливная электростанция

Экосекция(пролив Бьеркезунд; Сестро-рецкий Курорт) 1: 100.000500.000 25 - 625 га Порт Приморск; пляж с берегозащитными сооружениями

Экосерия (участок побережья) 1:25.000100.000 1,5-25 га Морская ферма; портовый терминал

Экотоп (участок побережья) 1:5.00025.000 0,25 - 1,5 га Садковый комплекс; искусственный риф

Экоэлемент (участок побережья) 1 < 5.000 < 0,25 га Садок аквафермы; рыбоход ГЭС; искусственное нерестилище

Проведена классификация ППТС по типу включенных в них технических объектов. Выделены ППТС с энергетическими объектами, портовыми и дамбо-выми комплексами, морскими туннелями и мостами, сооружениями для берегового водоснабжения, нефтегазопромысловыми, берегозащитными, гидробиотехническими, научно-исследовательскими и урбосооружениями. В качестве наиболее типичных для Балтийского, Баренцева и Белого морей рассмотрены ППТС с энергетическими объектами, портовыми комплексами и гидробиотехническими сооружениями (объектами аквакультуры). Введено понятие «жиз-

ценный цикл ППТС», включающий в себя планирование, формирование, эксплуатацию, модернизацию и демонтаж ППТС. В качестве специфической характеристики ППТС, важной для учета при проведении геоэкологического мониторинга, рассмотрена экологическая чувствительность.

1.3. Общие принципы организации геоэкологического мониторинга прибрежных природно-техннческих систем

Определены цели, структура, объекты и методология геоэкологического мониторинга ППТС. В качестве его основной цели рассмотрена оценка степени опасности / безопасности воздействия ППТС на прибрежную геосистему. Для получе-1шя данных оценок предложена структура геоэкологического мониторинга ППТС, включающая в себя блоки: режимного наблюдения, перманентного, прогнозирования, оценки возможной опасности и подготовки рекомендаций по управлению ситуацией. Предложена система оценок последствий антропогешгой деятельности при формировании, функционировании и модернизации ППТС по интенсивности нарушений состояния биоты в категориях пространства, времени и интенсивности. Показано, что использование информации о состоянии биологических объектов позволяет наиболее адекватно оценивать последствия антропогенной деятельности в прибрежной зоне. В качестве критериев для выбора оптимальных объектов выделены: доступность для наблюдений; стабильность наблюдаемых характеристик во времени; невысокая стоимость методов получения информации; возможность получить данные в объеме, необходимом для их математической обработки и оценки выбранных показателей с известной точностью. Показано, что наиболее информативным и практически удобным объектом мониторинга является бентос, который стабилен во времени, характеризует локальную ситуацию в пространстве, способен представить изменения экосистемы в ретроспективе. Для оценки состояния' бентоса использован метод картирования (Погребов, Шилин, 2001). Для картирования бентоса проанализировано сходство видового состава на разных станциях с помощью индекса Симпсона:

3с = ^.1оо , (1)

а + Ь

где с — число общих видов на сравниваемых станциях, а + Ь — общее число видов на обеих станциях.

Для выделения кластеров, объединяющих сообщества со схожим составом, строили диаграммы сходства станций для значений йс 65, 85 и 100 %. На основе полученных диаграмм строились дендрограммы сходства станций по видовому разнообразию. Кластеры на дендрограммах выделяли исходя из возможностей их адекватной экологической интерпретации. Выделешше кластеры соответствуют биологическим сообществам.

В качестве показателя состояния биологических сообществ использован Индекс изменения биоты ИИБ "I" (Погребов, Шилин, 2001), характеризующий отклонение состояния контролируемой экосистемы от нормы:

1=\—(2п—21)/2п (2) где 2„ — значение нормы показателя (численность N. биомасса В), параметры пространственного распределения описательных единиц для данных абиотических условий в отсутствии антропогенного воздействия;

Z/— фактическое значение показателя, определенного для тестируемых условий.

В качестве нормы использованы первоначальные характеристики био-ты. Для оценки отклонения состояния биоты от нормы разработана 6-балльная шкала оценок биологических сообществ, соответствующих улучшенному, нормальному, хорошему, посредственному, плохому и катастрофическому состоянию прибрежной геосистемы, находящейся под антропогенным воздействием.

Показано, что помимо численности и биомассы в качестве интегральных и индикаторных показателей могут быть использованы характеристики видового разнообразия биологических сообществ тестируемой геосистемы, например -информационная мера разнообразия (по Шеннону):

Н = - Е p¡ log2 p¡, pi = Ni / N, N = £ N¡, (3)

где N - общее число видов в сообществе; Ni - численность i-ro вида.

Аргументирована необходимость оценки и прогноза отклика на антропогенное воздействие биотического компонента ППТС в целом, а не отдельного ресурсного звена, отражающего экономический интерес того или иного берего-пользователя. Дл^ оценки устойчивости экосистемы в целом использованы следующие параметры (Дмитриев и др., 1995):

А) абсолютный показатель изменения устойчивости (числа видов) при данном воздействии (%):

Jизм. уст-" |dNycT.j /NycT. х 100 (4)

Б) абсолютная неизменность экосистемы С по данной характеристике при известном воздействии:

С = 100 - J иэм.уст. (5)

Оценка эффекта антропогенного воздействия с целью выявления его опасности / неопасности проведена в категориях пространства, времени и интенсивности. Учитывая реальные масштабы изученных геосистем и размеры формируемых в них ППТС, пространственная шкала задавалась градациями: точечное (местное) нарушение (наибольший линейный размер площади нарушения — менее 1 км); локальное (1—10 км); мезомасштабное (10 - 100 км); региональное (100—10 000 км).

Временная шкала задавалась градациями: кратковременное нарушение (эффект регистрируется в течение нескольких месяцев); средневременное нарушение (эффект прослеживается на протяжении 4 -5 лет, в течение которых сообщества восстанавливаются); долговременное нарушение (эффект регистрируется на протяжении времени большем, чем обычные сроки восстановления сообществ - до 10 лет и более).

Шкала интенсивности задавалась градациями: незначительное нарушение (при заданной точности наблюдений статистически не регистрируется); уме1 ренное (регистрируется статистически); значительное (эффект прослеживается визуально).

Составлена таблица-ключ для определения опасности / безопасности ППТС в зависимости от масштабов, продолжительности и интенсивности воздействия на прибрежную зону.

Показана, что для эффективного использования результатов геоэкологического мониторинга необходима информация о разнообразии типов «экологического мышления» берегопользователей, вовлеченных в принятие решений по развитию прибрежной зоны. Носители разных типов мышления предлагают к реализации различные стратегии использования и развития ППТС. Проведен анализ мотивации принятия решений и формирования различных стратегий действия по результатам геоэкологического мониторинга ППТС.

2. Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем с объектами приливной энергетики

2.1. Особенности формирования ППТС с приливными электростанциями (на примере Кислогубской ПЭС)

Геоэкологический мониторинг ППТС с ПЭС осуществлен в бассейне Кислогубской ПЭС (Мурманское побережье Кольского полуострова). Выполнен анализ этапов формирования и функционирования ППТС на базе ПЭС. Показано, что формирование ППТС с ПЭС является сложным многолетним процессом, в ходе которого природные факторы, действующие в бассейне ПЭС, претерпевают значительную антропогенную трансформацию. Проведены исследования динамики биологических сообществ и состояния биотопов в бассейне ПЭС в условиях действия трансформированных факторов, позволяющие судить об опасности / безопасности ППТС на разных этапах ее формирования. Выполнены оценки экологической ситуации в бассейне ПЭС в разные периоды ее функционирования (Табл. 2).

Воздействие технического объекта (Кислогубская ПЭС) на геосистему Кислой губы характеризовано как локальное в пространстве, долговременное по продолжительности и меняющееся по интенсивности. В настоящее время данное воздействие является незначительным по степени и неопасным в целом. Вместе с тем, показано, что на отдельных этапах формирования ППТС могут возникать экологически опасные ситуации, чреватые катастрофическими последствиями для геосистемы.

2.2. Современная экологическая ситуация в бассейне Кислогубской ПЭС и возможности ее прогнозирования на будущее

По результатам геоэкологического мониторинга современная ситуация в губе Кислой оценена как неопасная; состояние геосистемы - нормальное (естественное). Выявлены основные факторы воздействия антропогенно трансформированных природных факторов на состояние ППТС (рис. 1): уменьшение приливов; снижение волнения; снижение стока пресной воды из отсеченной акватории в море; механическое воздействие турбины на планктон и рыб. Показано, что управление ППТС возможно путем учета и контроля всех выявленных факторов воздействия. Разработаны предложения по способам контроля указанных факторов для управления ситуацией в ППТС с ПЭС.

Таблица 2. Формирование Кислогубской ППТС

Период наблюдений До 1964 1964-1968 1969-1973 1974-1982 1983-1991 1992-1999 1999-2004

Источник информации". , Гурьянова и др., 1928,1929 Семенов, 1991 Семенов, . 1991 . Семенов, 1991 Марфенин и др., 1995; Жуков, 1990 Шилин, 1998; Марфенин и др., 1995 Юшкоу е! гЛ., 1999

Режим эксплуатации Естественный режим Строительство, сдача в эксплуатацию Проектный Одно- и двухсменный Проектный трехсменный Холостой пропуск воды; гидроагрегат не работает Осевая турбина снята; подготовка ортогональной турбины

Водообмен по отношению к естественному 100% Не более б% До 20% 2-3% 25 - 30% 30% До 50%

Изменение биоценозов Естественное состояние Уничтожение морской фауны Вселение солоновато водных видов Замор Начало восстановления морских сообществ Восстановление обедненных морских сообществ Восстановление нормальных морских сообществ

ИИБ 1 <0,3 0,3-0,55 <0,3 0,55-0,75 0,75 - 0,9 >0,9

Балльная оценка 5 1 2 1 3 4 5

Состояние экосистемы Нормальное Катастрофическое Плохое Катастрофическое Посредственное Хорошее Нормальное

Проводимые наблюдения Отдельные наблюдения Отдельные наблюдения Отдельные наблюдения - Отдельные наблюдения Регулярные наблюдения Геоэкологический мониторинг Геоэкологический мониторинг

Для определения механизмов воздействия антропогенных факторов на геосистему Кислой губы получены функции отклика биоты. Количественную зависимость характеристик бентоса от приоритетных факторов среды исследовали, используя множественный регрессионный анализ (Федоров и др., 1995). При составлении уравнений регрессии использовали постанци-онные величины численности и биомассы показательных видов, взвешенной среднесуточной продолжительности осушения и солености. Расчет самоорганизующихся моделей распределения показательных видов выполняли по комбинаторному алгоритму МГУА ("метод группового учета аргументов") (Погребов, Шилин, 2001). Поверхности отклика характеристик бентоса на изменение основных факторов среды (амплитуды прилива, взвешенной среднесуточной продолжительности осушения и солености) строились с помощью пакета прикладных программ "Surfer". По характеру поверхностей отклика определялась степень влияния этих факторов и их приоритет.

Зависимость показателей обилия бентосных организмов от указанных факторов выражается зависимостью вида:

В = А0 + AiS + А2Т + A3ST, (6)

где В — показатель обилия вида (биомасса), S - соленость (промилле), Т — продолжительность осушения (часы в день), А — численные коэффициенты, определяемые методом подбора на компьютере.

Отобраны виды-индикаторы — улитка Littorina littorea и двустворчатый моллюск Mytilus edulis, позволяющие делать оперативные выводы о фактическом текущем и возможном прогнозируемом состоянии ГТГГГС, и построены их функции отклика на лимитирующие экологические факторы. Поверхности отклика обилия улиток - литорин на изменения факторов среды показывает, что их численность N и биомасса В примерно одинаково изменяются в ответ на изменения солености и продолжительности осушения (рис. 2). Обилие улиток снижается при увеличении продолжительности осушения. Зависимость от изменения солености имеет более сложный характер. Минимальное значение показателей обилия зарегистрировано при солености 30,3 - 30,7 промилле. При отклонении солености в меньшую или большую сторону численность и биомасса начинают возрастать.

Еще более сложную форму имеют поверхности отклика, построенные для М. edulis. Они оказались далеки от классических колоколообразных кривых распределения биологических переменных по градиентам среды, что вызвано влиянием неучтенных факторов (прибойность, кислородный режим и т.д.).

Даны рекомендации по безопасным режимам, которые могут быть использованы в правилах эксплуатации ПЭС и при выборе параметров оборудования. При соблюдении рекомендованных режимов в бассейне ПЭС ожидается неопасная экологическая ситуация. Показано, что геоэкологический мониторинг должен быть обязательным элементом управления рассматриваемой ШITC. Даны рекомендации по размещению станций мониторинга по акватории бассейна ПЭС. Апробированные методы геоэкологического мониторинга ЮТТС с ПЭС могут быть перенесены на более крупные акватории, планируемые под развитие приливной энергетики — например, в случае формирования ППТС Мезенской ПЭС мощностью 4000 МВт и Кольской ПЭС мощностью 320 МВт.

Рисунок 1. Факторы антропогенного воздействия в Кислой губе

А/, экз/м*

Рис. 2. Биомасса «В» и численность «№» улиток литорин в зависимости от времени осушки «I» и солености «8».

3. Геоэкологический мониторинг прибрежных

природно-технических систем с морскими портовыми комплексами

3.1. Общие принципы мониторинга портовых комплексов

Общие принципы геоэкологического мониторинга ППТС с морскими портовыми комплексами определены при проведении мониторинга строительства нефтегавани в бухте Батарейной (юго-восточная часть Финского залива) в 1995 г. (Погребов и др., 1996; Ре<1огоу, БЬШп, 1997). Аргументирована необходимость проведения геоэкологического мониторинга на всех этапах формирования и функционирования ППТС для получения информации о степени экологической опасности / безопасности предпринимаемых действий по ее управлению. В качестве основных этапов геоэкологического мониторинга ППТС с портовыми комплексами определены: фоновый мониторинг прибрежной зоны до создания ППТС; сопутствующий импактный мониторинг портостроительных работ; мониторинг ППТС на этапе эксплуатации. Для каждого из этапов разработаны методы, отличающиеся определенной спецификой; апробация методов осуществлена при проведении геоэкологического мониторинга ППТС Усть-Лужского и Приморского портов (Финский залив Балтийского моря) и Кандалакшского порта (Белое море) на этапах их формирования, функционирования и модернизации. Предложены способы снижения опасности воздействия на различных этапах формирования ППТС: выбор места приложения воздействия (зоны расположения отвала грунта, зоны дноуглубительных работ, трассы фарватера и др.); определение сроков воздействия и режимов эксплуатации.

3.2. Состояние геосистем районов портостроительства

до формирования ППТС

Обоснована необходимость анализа ситуации в прибрежной геосистеме до начала портостроительных работ для планирования интенсивности и места приложения антропогенной нагрузки в интересах обеспечения неопасности воздействия. Определены различия исследованных геосистем по комплексу основных экологических факторов (Таблица 3).

Наряду с определенными различиями, рассмотренные экосистемы имеют ряд общих черт: интенсивные потоки вещества и энергии через границу «вода — суша»; мягкие грунты, заселенные пелофильным бентосом; близость особо охраняемых природных территорий с высокой численностью морских птиц и млекопитающих.

3.3. Изменение ситуации в геосистемах под воздействием

портостроительства

Установлено, что процессы, протекающие в прибрежных геосистемах под воздействием портостроительства, имеют общий (сходный) характер, однако их масштаб, продолжительность и интенсивность различны в зависимости от свойств геосистемы и характера воздействия. Наиболее опасные формы воздействия — подвижки грунта, увеличение мутности и фактор беспокойства.

Таблица 3. Сравнительные характеристики геосистем Лужской губы, пролива Бьеркезунд и кута Кандалакшского залива

Расположение геосистемы Южное побережье Лужской губы (Финский залив) Пролив Бьеркезунд (восточная часть Финского залива) Кутовая часть Кандалакшского залива Белого моря

Тип экосистемы эстуарный эстуарный эстуарный

Береговая линия ровная изрезанная, со шхерами изрезанная, со шхерами

Прибрежная зона слабо измененная, под сильным воздействием биотических факторов нетрансформированная антропогенно трансформированная, сильно измененная

Абиотические условия благоприятные напряженные антропогенно регулируемые

Течения слабые циркуляционные сильные промывные приливно-отливные

Замерзание непродолжительное непродолжительное продолжительное

Структура вод в летний период трехслойная двух- трехслойная трехслойная

Грунты мягкие; песок и ил мягкие илы мягкие илы

Макрофиты тростник, камыш отсутствуют фукус, ламинария

Рыбохозяйственная категория высшая высшая первая

Ихтиофауна 26 видов рыб 22 вида рыб 52 вида рыб

Особо уязвимые виды салака салака, корюшка морская звезда Сгаиакег рарроэт

Бентос «мягкий» кормовой, пресноводно-морские пелофиль-ные сообщества обедненные пресновод-но-солоноватоводные пелофильные сообщества морские пелофильные сообщества

Ларватон присутствие слабо выражено отсутствует присутствует постоянно

Птицы место отдыха перелетных и гнездования морских птиц место отдыха перелетных и гнездования морских птиц место отдыха перелетных и гнездования морских птиц

Морские млекопитающие кольчатая нерпа, серый тюлень кольчатая нерпа, серый тюлень кольчатая нерпа, гренландский тюлень, белуха

Примыкающая особо охраняемая природная территория Кургальский заказник заказник Березовые острова Кандалакшский государственный природный заповедник

Характер воздействия от портостроительных работ в исследованных геосистемах оказался существенно различным. При формировании 11111С Усть-Лужского портового комплекса перемещены значительные объемы жидкого грунта; затронуты важные для поддержания устойчивости продуктивные природные сообщества и нерестилища салаки, что отразилось на ситуации в геосистеме и на объемах ущерба, который вдобавок носит постоянный характер. При формировании ППТС пор-

тового комплекса Приморск и модернизации Ш ITC Кандалакшского портового комплекса портостроительные работы носили характер точечного вмешательства. Соответственно, ситуация в геосистемах либо принципиально не изменилась (кут Кандалакшского залива), либо изменилась на короткий срок (пролив Бьеркезунд). Ущерб в обоих случаях незначительный и носит преимущественно временный характер. В соответствии с результатами геоэкологического мониторинга, воздействие технических объектов на геосистемы может быть оценено по-разному: от неопасного в ППТС Кандалакшского и Приморского портовых комплексов до опасного в ППТС Усть-Лужского портового комплекса (Табл. 4).

Таблица 4. Оценка воздействия портостроительства на исследованные ППТС

ППТС Усть-Лужский портовый комплекс Приморский портовый комплекс Кандалакшский портовый комплекс

Специализация Многоцелевой мпк - Перегрузка нефтепродуктов Перегрузка апатитового концентрата

Объект строительства Угольный терминал Нефтеналивной терминал Перегрузочный комплекс апатитового концентрата

Сроки работ 1997 - 2001 1999- 2001 2000

Состояние биологических сообществ до работ 4,5 («хорошее») 3(«посредственное») 4 («хорошее»)

Состояние биологических сообществ после работ 3(«посредственное») 3(«посредственное») 4 («хорошее»)

Нарушение по масштабу мезомасштабное локальное локальное ,

Нарушение по длительности средневременное кратковременное кратковременное

Нарушение по степени значительное умеренное незначительное -

Воздействие опасное неопасное ■ неопасное

На примере ППТС порта Приморск определена скорость восстановление геосистемы после снятия нагрузки. Воздействие портостроительных работ на буоту оценено с помощью показателей биологического разнообразия (рис. 3). Уменьшение биоразнообразия в период строительства (2000 г., съемки 1, 2 и 4) связано с воздействием дноуглубительных работ. По полученному графику можно судить о времени восстановления разнообразия. Восстановление от минимального значения в период строительства (2ООО г., съемка 4) до исходного происходит менее чем за год, и далее разнообразие продолжает расти. В период строительства на графике отмечается несколько пиков роста показателя и несколько минимальных состояний, что отражает неравномерность проводимых работ по подвижке фунта.

Показатель изменения устойчивости экосистемы «1ГОм. уст» оценен величиной порядка 75%; показатель неизменности «С» достигает значения 25%.

3,5 3 2,5 2 1.5 1

0,5 0

1999 2000(1) 2000(2) 2000(3) 2000(4) 2001(1) 2001(2) 2002 Рис. 3. Динамика изменения биоразнообразия бентосных сообществ в период с 1999 по 2002 год. По оси абсцисс - годы и номера съемок (в скобках); по оси ординат — индекс Шеннона.

3.4 Геоэкололгический мониторинг на этапе эксплуатации ППТС с МПК

Для планирования деятельности по устойчивой эксплуатации ППТС построены информационные карты, позволяющие судить о степени их чувствительности различным видам воздействия. В основу информационной составляющей карт положены сведения об экологической уязвимости биологических сообществ. На примере пролива Бьеркезунд выделены зоны различной экологической уязвимости, требующие различного внимания при принятии решений по управлению ППТС. Зоны с незначительной и низкой уязвимостью требуют умеренного внимания, зоны со средней и высокой уязвимостью - концентрированного внимания, и зоны с очень высокой уязвимостью - повышенного внимания. Показано, что на этапе эксплуатации ППТС с портовыми комплексами основным источником экологической опасности является морской транспорт. Эксплуатация портовых комплексов в нормальном режиме незначительно влияет на ситуацию в геосистеме; основную угрозу представляют аварийные ситуации на транспорте (рис. 4), могущие привести к нефтяному загрязнению акватории. В качестве примера рассмотрена уязвимость ППТС к нефтяному загрязнению в виде пленки (рис. 5, 6). Наиболее уязвимыми районами оказались «южные ворота» пролива Бьеркезунд. Весной, летом и осенью здесь наблюдается высокая концентрация планктона. Зона высокой уязвимости возникает также в летнее время на мелководьях вдоль северо-восточного берега пролива, где в бентосе обнаруживаются поселения моллюсков.

Транспор водная затопле-

тировка среда ние бревен

леса

ч

выделение фенола отравление акватории гибель рыб

поглощение кислорода

попадание угольной крошки

изменение прозрачности воды

нарушение экологического равновесия

уничтожение донной нарушение нарушение экологического

растительности пищевой цепи равновесия

нарушение поселении бентоса

уменьшение фотического слоя

уменьшение биомассы фитопланктона

берегонамыв изменение

ные работы береговой черты

Условные обозначения:

■ Незначительная уязвимость В Высокая уязвимость

■ Низкая уязвимость ■ Очень высокая уязвимость С Средняя уязвимость

Рисунок 5. Уязвимость ППТС порта Приморск к нефтяной пленке весной и осенью

Условные обозначения:

■ Незначительная уязвимость П Высокая уязвимость

■ Низкая уязвимость Я Очень высокая уязвимость О Средняя уязвимость

Рисунок 6. Уязвимость ППТС порта Приморск к нефтяной пленке

летом и зимой

Результаты оценки общей экологической уязвимости геосистемы с ППТС показали, что наиболее уязвимые сезоны (в порядке уменьшения экологической уязвимости) ранжированы следующим образом: лето > весна > осень > зима. Полученные с помощью мониторинга данные об уязвимости геосистем с ППТС позволяют планировать пространственно-временное распределение антропогенной нагрузки.

4. Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-техиических систем в аквакультуре

4.1. Принципы организации аквакультуры

Преимуществами аквакультуры по сравнению с промыслом являются приуроченность к определенному участку прибрежной зоны, предсказуемость урожая, круглогодичная занятость обслуживающего персонала, возможность выбора наиболее выгодного объекта культивирования, - то есть высокая управляемость процессов, направленных на достижение поставленной цели. Недостатком аквакультуры является значительная величина нагрузки на прибрежные геосистемы, принимающей различные формы (Табл. 5, рис. 7). Данный недостаток может быть преодолен путем формирования ППТС и контроля их экологической безопасности при осуществлении геоэкологического мониторинга.

Таблица 5. Воздействие на прибрежные экосистемы от разных __видов аквакультуры_

Виды аквакультуры Культивируемые объекты Воздействие на экосистему

Альгокультура Бурые водоросли Laminaria, Fucus Красные водоросли Ahnfeltia, Furcellaria, Phyl-lophora, Chondrus, Gigartina Повышение первичной продуктивности и биологического разнообразия. Отрицательное воздействие отсутствует

Моллюскиндустрия Двустворчатый моллюск Mytilus edulis Повышение биоразнообразия бен-тосных сообществ. Обогащение дна псеадофекалиями

Товарное садковое рыбоводство Семга Salmo salar Горбуша Oncorhynchus gorbuscha Микижа Parasalmo mikisa Треска Gadus morhua Радужная форель Salmo irideus Избыточные количества фекалий, экскреций, остатков корма, медикаментов Угроза интродукции чужеродных видов

Пастбищное рыбоводство (ранчирова-ние) Семга Salmo salar Горбуша Oncorhynchus gorbuscha Сельдь-беломорка Clupea pallasi maris-albi Дрейф генов

4.2. Гидробиотехнические сооружения

Проанализированы направления и перспективы развития гидробиотехнических сооружений и их размещения в прибрежной зоне в интересах формирования ППТС в аквакультуре. Выделены основные этапы развития рыбоводных садков как особого класса гидробиотехнических сооружений. Описаны три по-

25

коления садковых устройств - «поверхностные», «ныряющие» и «погружные». Предложен способ повышения устойчивости и продуктивности ППТС в аква-культуре путем внедрения искусственных биотопов. На основе данных геоэкологического мониторинга произведена типизация искусственных биотопов в зависимости от способа размещения в прибрежной зоне. Разработана оригинальная конструкция искусственного биотопа - «концентратор биомассы». Предложено сочетание «погружное садковое устройство + искусственный риф».

4.3. Оценка и контроль воздействия ППТС с аквафермами на ситуацию в геосистеме

Дана оценка воздействия на прибрежные геосистемы ППТС с аквафермами, специализирующимися на разных видах продукции (Табл. 6).

Таблица б. Воздействие ППТС с аквафермами на прибрежные геосистемы

Тип аквафермы Геосистема Объект культивирования Воздействие на геосистему

Мидиевое хозяйство Губа Чупа Двустворчатый моллюск М. edulis Положительное, ноо-сферное

Рыбоводное хозяйство «Ударник» Губа Палки-на Микижа Parasalma mykisa Опасное

Рыбоводное хозяйство «Беломорское» Устье реки Выг Радужная форель Salmo trutta Неопасное

Количественно оценена нагрузка на прибрежную геосистему от ППТС с рыбоводными садками. Показано, что воздействие от ППТС в пространственном отношении носит местный или локальный характер, но является длительным по времени. Определена дисперсия привносимого органического вещества и нагрузка от него на прибрежную геосистему от различных ППТС в зависимости от объемов кормления, площади фермы, глубины места, скорости течения и скорости оседания частиц взвеси:

а = ОхСу/У (7)

где с! - дисперсия частиц органического вещества; О - глубина места; Су - скорость течения; V - скорость оседания частиц органического вещества (несъеденного корма и фекалий). Установлено, что в зависимости от особенностей прибрежной экосистемы (скорость течения, степень изолированности) воздействие от ППТС может быть опасным (в застойных зонах) или неопасным (в районах с сильными промывными течениями). Полученные зависимости опасности / безопасности ППТС от абиотических факторов прибрежной среды могут быть использованы при планировании размещения рыбоводных хозяйств в прибрежной зоне.

Воздействие аквакультуры на прибрежную геосистему

иияиявчт

Химическое загрязнение

Г"

Воздействие на структуру биоты

Нетоксическое загрязнение биогенными веществами^, Р) в виде остатков корма, удобрений и фекалий

Токсическое загрязнение медикаментами

\

^Воздействие на биотоп

Изъятие промысловых объектов при ранчировании

ч.......—----■

Использование кормовой базы при пастбищном рыбоводстве

Искусственное воспроизводство рыбных запасов

Акклиматизация промысловых объектов

Акклиматизация кормовых объектов

Внедрение генетически модифицированных организмов

Распространение патогенных микроорганизмов

Мелиорация

Внедрение искусственных биотопов

^Строительство ^ рыбоходов и 1 рыбоподъём- !

к-

J

Размещение в прибрежной зоне гидробиотехнических сооружений

У,-

Рис. 7. Факторы воздействия аквакультуры на прибрежную геосистему

5. Устойчивое управление прибрежными природно-техническими системами

5.1. Организация устойчивого взаимодействия различных ППТС

Проанализировано взаимодействие берегопользователей, представляющих разные ППТС, при освоении ресурсов прибрежной зоны. С использованием методологии КУПЗ (Плинк, Гогоберидзе, 2003) для геосистемы кута Кандалакшского залива построена матрица воздействия на прибрежную зону различных берегопользователей (Таблица 7).

Таблица 7. Матрица воздействия / взаимодействия различных берего-пользователей в геосистеме кута Кандалакшского залива_

Воздействие на Условия природной

Воздействие на экономическую сферу социальную сферу : среды

Ресурсы ППТС Беломорской нефтебазы 1 ППТС с аквафермами ППТС Кандалакшского порта Туризм (плавучий отель «Помор») ППТС с электростанциями (Нивская ГЭС) Благосостояние населения Развитие прибрежной инфраструктуры . Береговые' экосистемы Морские экосистемы Общий уровень загрязнения

Мор-

ские

пути 9/9 4/6 9/9 7/7 2/3 4/9 9/9 3/5 4/6 6/6

сооб-

щения

Культу

рное

насле-

дие и уро- 3/6 7/9 3/6 8/9 8/5 3/7 3/3 2/8 2/5 2/5

вень

образов

ания

Рек-

реационный 5/5 6/9 3/6 10/ 10 3/3 3/5 4/6 8/9 2/6 3/8

потен-

циал

Биоло-

гиче-

ские 6/8 10/9 5/6 6/6 6/4 8/6 7/9 4/4 7/7 2/7

ресур-

сы

Мине-

ральные 9/9 5/8 8/8 2/8 3/3 8/8 7/7 5/7 7/9 7/9

ресур-

сы

Построенная матрица, позволяющая оценить уровень потенциальной конфликтности между пользователями различными ресурсами, степень их воздействия на прибрежную геосистему, а также планировать устойчивое развитие прибрежной зоны, призвана стать эффективным инструментом подготовки решений по взаимодействию ППТС. Воздействие на геосистему оценивается с помощью дроби. Числитель дроби характеризует степень воздействия от использования конкретного ресурса на соответствующую область социально-экономической сферы или элемент окружающей среды, а знаменатель — важность (необходимость) учета данного воздействия в рамках системы КУПЗ.

28

При построении матрицы использована 10-ти балльная шкала. Интенсивность воздействия оценена балльными показателями от 1 до 10. Значениям показателей, близким к единице, соответствует слабое воздействие (числитель дроби) и низкий уровень значимости данного воздействия на соответствующие элементы прибрежной зоны (знаменатель). Анализ матрицы показал, что для развития промышленного сектора прибрежной зоны наиболее значимым фактором является формирование ППТС с объектами инфраструктуры морского транспорта.

5.2. Стратегии управления прибрежной зоной и возможный консенсус

На основе политологического анализа «экологического мышления» определены 8 ключевых факторов выбора стратегии берегопользования, под воздействием которых формируется 8 типов мышления пользователей ППТС: «развитие без разрушения»; «ресурсопотребление»; «самореализация»; «ограничение без развития»; «здравый смысл»; «мелиорация»; «экологическая экономика»; «фатализм». Выделены общие для всех факторов положения, которые могут быть использованы для выработки консенсуса при организации взаимодействия ППТС (например, "Наш долг по отношению к самим себе - защитить от разрушения основные экосистемы, поддерживающие жизнь в прибрежной зоне, направив усилия на сохранение их целостности, разнообразия и красоты"). Показано, что все факторы стремятся к организации широкой междисциплинарной дискуссии о проблемах прибрежной зоны, придают важное значение экологическому образованию, сознают сложность и важность экологических проблем.

5.3. Планирование ППТС

Определены практически важные уровни и этапы планирования ППТС. Идентифицированы приоритеты в развитии прибрежной зоны на различных уровнях, отраженные в иерархической структуре планирования (рис. 8). На рис. 8 показан ряд ситуаций — «А», «В», «С». В том случае, если проблемы использования ПЗ слишком остры и сложны, необходим полный «каскад» планов управления (от национально до местного); этому соответствует ситуация «А» на рисунке.

УРОВНИ ПЛАНИРОВАНИЯ

Национальный/ Государственный

Региональный

Локальный

Местный

ПРИБРЕЖНАЯ ЗОНА, ОХВАЧЕННАЯ ПЛАНИРОВАНИЕМ

II I III

© ©

I

II

©

200

400

600

800

1 , 1 1 ... ». • 1

1 1 I I I' [• '11 1

1000 Масштаб (км)

Рисунок 8. Степень охвата прибрежной зоны планами на различных уровнях

В других случаях, таких как «В», оправдана разработка местного специфического плана, но нет необходимости в планировании на региональном уровне. В случае «С» может потребоваться планирование локального уровня, но нет регионального или местного уровня. Только план национального уровня охватывает 100% прибрежной зоны; степень ее охвата планами других уровней прогрессивно снижается.

Предложены и апробированы на практике критерии опёнки эффективности долголетних проектов, направленных на обеспечение устойчивого взаимодействия ППТС и берегопользователей. Сформирован пакет практических эко-лого-технггческих решений, оптимизирующих ППТС с ПЭС, объектами аква-культуры и морскими портами. Определены роль и место геоэкологического мониторинга в системе устойчивого управления ППТС на современном этапе развития берегопользования. Проведена этапизация развития концепции ППТС и их мониторинга в целях устойчивого управления прибрежной зоной (Табл. 8). Для повышения эффективности управленческих решений предложена система поддержки принятия управленческих решений в виде Макета рабочего портфеля, включающий следующие документы:

Таблица 8. Этапы развития концепции ППТС и их мониторинга в системе

управления прибрежной зоной

Доминирующая парадигма в управлении прибрежной зоной Формирование ППТС Решение проблем управления Разработчики решений Мониторинг

До 1970: секторальный подход Отсутствует Поиск единственно верного решения; использование количественных методов, моделирования Технические эксперты, обладатели «формального знания» Отсутствует

1970-1990: комплексное управление прибрежными зонами Первые ППТС; взаимодействие с прибрежной геосистемой по типу «паразитизма» Поливариантность; использование неколичественных методов Местное население, обладатели «неформального знания» Разработка первых систем мониторинга

1990- н/вр.: устойчивое развитие ППТС, взаимодействующие между собой и с прибрежной геосистемой по типу «симбиоза» Достижение консенсуса (ситуации «выигрывают все»); сочетание количественных и неколичественных Эксперты + местное население; постнаучный синтез «формального» и «неформального» знания Геоэкологический мониторинг

методов

1. Таблицы алгоритмов и факторов воздействия различных технических объектов на прибрежную зону в ППТС.

2. Карты экологической чувствительности / уязвимости ППТС и зон различного требуемого внимания ЛПР, выполненные в ГИС -формате.

3. Таблица оценки антропогенного воздействия на ППТС в. координатах пространства, времени и интенсивности нарушений.

4. Дерево возможных проблем и решений проблем по управлению ППТС.

5. Рекомендации по организации геоэкологического мониторинга ППТС (табл. 9).

Таблица 9. Рекомендации по организации геоэкологического __мониторинга ППТС__

Особенности геоэкологического мониторинга ППТС с объектами приливной энергетики ППТС с портовыми комплексами ППТС с аква-фермами

Уровень наблюдений мезомасштабный мезомасштабный и региональный мезомасштабный и локальный

Размещение станций наблюдения Сеть из 2-3 станций в бассейне и 1-2 в смежной акватории Сеть станций на стандартных разрезах на удалении до I км друг от друга Контрольные точки в абиотической зоне, переходной зоне и зоне восстановления

Периодичность наблюдений 1 раз в сутки 1 раз в месяц 1 раз в неделю

Основные контролируемые факторы Антропогенно измененный прилив; интенсивность водообмена со смежной акваторией Дноуглубительные работы; аварийный разлив нефти Поступление избыточного органического вещества

Практический опыт проведения геоэкологического мониторинга обобщен в Пакете инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС (табл. 10).

Таблица 10. Пакет инженерно-экологических решений по оптимизации

ППТС

Тип ППТС Предлагаемые и апробированные инженерно-экологические решения

ППТС с ПЭС Низконапорное рабочее колесо капсульного гидроагрегата ПЭС с диаметром 3,3 м; скорость вращения 72 об/мин. Снабжение плотины ПЭС селективными водосливами для пресной поверхностной воды Искусственный даунвеллинг в котловинах

ППТС с портовыми комплексами Оптимизация расположения зоны отвала Квадратно-гнездовая отсыпка грунта Минимизация зоны дноуглубительных работ Выбор трассы фарватера с учетом экологических фактороп Определение сроков воздействия и режимов эксплуатации технического объекта на этапе функционирования

ППТС с объектами аквакультуры Погружное садковое устройство ПСУ Объединение ПСУ в погружные комплексы сотовой конструкции и в комплексы с нефтегазопромысловыми стационарными платформами Внедрение комплексов искусственных биотопов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана концепция ППТС как особых природно-технических систем, формируемых в прибрежной зоне, с имманентными им характеристиками структуры, свойствами, особенностями функционирования и жизненного цикла. Выполнена классификация ППТС в зависимости от их масштабов, функций и типов технического объекта.

2. Созданы научно-методологические основы геоэкологического мониторинга ППТС как системы сбора и анализа информации для оценки и прогнозирования экологической ситуации, формирующейся в прибрежной зоне в результате взаимодействия технического объекта с природной средой, на основе использования показателей изменения состояния биологических сообществ.

3. Разработана методология оценки экологической опасности / безопасности ППТС на основе определения характеристик воздействия на прибрежную геосистему в категориях пространства, времени и интенсивности. Для оценки интенсивности воздействия предложена индексация изменения состояния прибрежных биологических сообществ по количественным показателям (численность, биомасса, видовое разнообразие) с использованием 6-балльной шкалы оценок. Предложены и апробированы подходы к описанию взаимодействия природных экосистем и технических объектов в ППТС и к оценке и прогнозированию экологической ситуации в геосистеме:

- на основе анализа отклика индикаторных биологических видов на основные факторы среды;

- путем составления карт распределения экологической чувствительности прибрежных биологических сообществ по отношению к возможным антропогенным воздействиям с использованием ГИС - технологий;

- на основе учета «показателей изменения устойчивости» и «неизменности» (Дмитриев и др., 1995) и динамики показателей видового разнообразия прибрежных биологических сообществ;

- путем составления «дерева проблем» и «дерева решения проблем».

4. Выполненные теоретические разработки апробированы при практическом проведении геоэкологического мониторинга ППТС различного типа, включающих в себя объекты портово-транспортной инфраструктуры, энергетики и аквакультуры.

5. По результатам геоэкологического мониторинга выполнены оценки экологической опасности / безопасности трех основных выделенных типов ППТС. Аргументирована необходимость организации и проведения геоэкологического мониторинга для получения информационной поддержки принятия решений по формированию, эксплуатации и модернизации ППТС. Осуществлен сравнительный анализ экологической ситуации в геосистемах с ППТС Усть-Лужского, Приморского и Кандалакшского портов — на этапах их формирования, функционирования и модернизации. На примере Кислогубской ПЭС прослежена динамика изменения экологической ситуации на различных этапах формирования ППТС с

энергетическим объектом. Выполнена сравнительная оценка экологической опасности / безопасности ППТС с аквафермами.

6. Оценена возможная скорость восстановления биологических сообществ, затронутых стрессовым антропогенным воздействием, что позволяет планировать и внедрять устойчивые режимы эксплуатации ППТС.

7. Предложены способы й методы оптимизации ППТС и повышения их экологической безопасности в целях устойчивого развития прибрежной зоны на основе учета информации, получаемой в ходе геоэкологического мониторинга:

- действующих экологических факторов (как природных, так и антропогенно трансформированных);

- установленных особенностей пространственно-временного распределения показателей состояния биоты (ИИБ, «показатели изменения устойчивости» и «неизменности»);

- выделенных зон необходимого внимания при принятии экологически значимых решений;

- возможности выбора оптимального (безопасного) режима эксплуатации ППТС.

8. Проанализированы возможные стратегии использования прибрежной зоны и формирования различных ППТС, обусловленные различными типами экологического мышления. Разработаны принципы обеспечения устойчивого взаимодействия различных ППТС на основе консенсуса при принятии решений.

9. Показана роль экологического образования в обеспечении устойчивого развития прибрежной зоны. Развита новая функция ППТС - образовательная, при осуществлении которой ППТС используется в качестве учебного полигона для обучения специалистов по управлению прибрежной зоной.

10. Определена роль геоэкологического мониторинга как необходимого компонента процесса планирования ППТС. Предложены и апробированы критерии эффективности долговременных проектов, направленных на устойчивое развитие прибрежной зоны.

11. Проведена этапизация освоения прибрежной зоны. Выделены три основных этапа развития концепции ППТС и их мониторинга в системе управления прибрежной зоной: (1) секторальный подход, (2) КУПЗ, (3) устойчивое развитие. В качестве основных характеристик современного этапа отмечены: взаимодействие ППТС с прибрежной геосистемой по типу «симбиоза»; достижение консенсуса (ситуации «выигрывают все»); сочетание количественных и неколичествснных методов планирования; привлечение к принятию решений как научных экспертов, так и местного населения; постнаучный синтез «формального» и «неформального» знания; присутствие геоэкологического мониторинга в качестве обязательного компонента управления ППТС. . .

12. В целях совершенствования системы поддержки принятия решений ЛПР предложены Пакет инжснерно-экологических решений гю оптимизации ППТС и Макет «Рабочего портфеля ЛПР».

По теме диссертации опубликовано 70 работ, основные из которых следующие:

Монографии

1. Экологический мониторинг прибрежной зоны арктических морей [Текст] / В.Б. Погребов, М.Б. Шилин.-СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.-95 с.

2. Гидробиологическая характеристика пролива Бьеркезунд: методика и результаты проведения сопутствующего мониторинга сообществ в период строительства портовых сооружений [Текст] / М.Б. Шилин // Природная среда побережья и акватории Финского залива (район порта «Приморск»).-СПб.: Изд. НЦ РАН, 2003.-С.93 - 95, 106 - 113.

3. How American Ecologists Think about Coastal Zone Environments [Text] / M.B. Shilin, D.W Durning, N. Gajdamashko // Valúes at Sea. Ethics for the Marine Environment / Athens. University of Georgia Press.-2003.- P.239 - 259.

4. Состояние планктонных сообществ Балтийского моря [Текст] / М.Б. Шилин, Е. К. Ланге // Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Северо-Европейского бассейна,- Апатиты: Изд. КНЦ РАН.-2004.-Вып. 1.-С.222 - 227.

5. Exit from the labyrinth: Integrated coastal zone management in the Kandalaksha district, Murmansk Región of the Russian Federation [Text] / Mikhail Shilin (editor) // Coastal región and small islands papers 21 / UNESCO, París, 2006.- 73 p.

Статьи в реферируемых ВАК изданиях

1. Эколого-гидравлические основы расчетов природоимитирующих рыбоходов [Текст] / А.Д. Гиргидов, М.Б. Шилин // Гидротехническое строитель-CTBO.-1999.—№ 6.-С.12- 15.

2. Трансформация планктона при транзите из верхнего в нижний бьеф Усть-Илимской ГЭС [Текст] / В.И. Масликов, В.Н. Рябова, М.Б. Шилин // Гидротехническое строительство.—1991.—№ 9.-С.30— 34.

3. Разработка системы мониторинга береговой зоны районов порто-строительства [Текст] / В.Б. Погребов, С.М. Чивилев, М.Б. Шилин, Н.П. Галю-шина, М.А. Нитишинский // Научно-технические ведомости СПбГТУ.-1996.-№ 2.-С.115- 119.

4. Численность личинок обрастателей в планктоне и их оседание на искусственные субстраты в Кандалакшском заливе Белого моря [Текст] / М.Б. Шилин, В.В. Ошурков, И.В. Оксов, М.Ф. Осповат // Океанология.-1987.-Т. 27, вып. 4.—С.652 —655.

5. Экологические аспекты реконструкции Волховской ГЭС [Текст] / М.Б. Шилин, А.Г. Василевский, А.Г. Кашеварова // Гидротехническое строительство—1998.—№ 11.-С.28 - 32.

6. Оценка экологической ситуации в бассейне Кислогубской приливной электростанции [Текст] / М.Б. Шилин, М.П. Федоров, Е.Ю. Клюйков, С.В. Лукьянов, В.Б. Погребов // Гидротехническое строительство.-1998.-Т. 12 - С.25 - 30.

7. Подходы к формированию прибрежных природно-технических систем [Текст] / М.Б. Шилин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.-СПб., 2006. — №2.— С. 210 - 214.

Учебные пособия

L Экология для гидротехников [Текст] / М.П. Федоров, М.Б. Шилин, Н.Н. Ролле. - СПб.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, СПбГТУ, 1992.-79 с.

2. Экологический инжиниринг в гидротехнике [Текст]/ М.П. Федоров, М.Б. Шилин, Д.А. Ивашинцов.-СПб.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1995.-85 с.

3. Стратегии планирования в комплексном управлении прибрежной зоной [Текст] / М. Кононенко, М. Шилин.-СПб.: Изд: РГГМУ, 2003.-151 с.

4. Environmental Engineering [Text] / М. Shilin (contributor) // Environmental Science.- Uppsala: The Baltic University Press, 2003.- P. 481 - 485.

5. Полярная аквакультура [Текст] / М.Б. Шилин, O.JI. Саранчова.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2005.-170 с. -

6. Практическая работа по расчету потоков биогенных элементов [Текст] / М.А. Нитишинский, М.Б. Шилин.- СПб: Изд. РГГМУ, 2006.-32 с.

Атлас

Планктон. Бентос [Карты-схемы] / М.Б. Шилин // Природоохранный атлас Российской части Финского залива.-СПб.: Изд. Тускарора, 2006.-60 с.

Авторские свидетельства

Масликов В:И., Федоров М.П., Шилин М.Б. Устройство для создания в водоеме вертикальной циркуляции воды. Описание изобретения к патенту SU 1790357 A3. 1993.

Брошюры

Концепция экологического образования в техническом университете [Текст] / Под ред. М.П. Федорова, М.Б. Шилина.-СПб.: Изд. СПб ГТУ, 1998.-43 с.

Выход из лабиринта: развитие методов комплексного управления прибрежными зонами в Кандалакшском районе Мурманской области [Текст] / Под ред. М.Б. Шилина.-СПб.: Изд. РГТМУ, 2004.-51 с.

Прочие публикации

1. Природоимитирующие рыбопропускные сооружения [Текст] / М.П. Федоров, Н.В. Арефьев, М.Б. Шилин, X. Бергман, Г. Хайгерт // Труды СПбГТУ.-1998.—№ 475.-С. 116-122.

2. Экологический мониторинг в бассейне Кислогубской приливной электростанции (Баренцево море) [Текст] / М.Б. Шилин // Труды СПб ГТУ .-1998-№ 475.-С.63 - 67.

3. Типы экологического мышления береговедов и берегопользователей [Текст] / М.Б. Шилин //Физическая география океана и океаническое природопользование на пороге 21 века: Сб. Науч. Трудов - Калининград: Изд. КГУ, 2000.-С.35 - 49.

4. Особенности изменчивости условий среды и развития гидроэкосистем вершины Кандалакшского залива [Текст] / Е.Ю. Клюйков, С.В. Лукьянов, А.В.Нестеров, О.В. Хаймина, М.Б. Шилин // Океанологическому факультету -

30 лет (исследования и подготовка кадров в области морских наук).-СПб.: Изд. РГГМУ, 2000.-С. 108 - 118.

5. Методы оценки влияния аквакультурных хозяйств на экологическое состояние водоемов [Текст] / М.Б. Шилин // Всеволод Всеволодович Тимонов. К 100-летию со дня рождения.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2001.-С.78 - 83.

б.Оценка эффективности энвайронментально ориентированных проектов с использованием разработанных ЮНЕСКО критериев [Текст] / М.Б. Шилин И Актуальные вопросы преподавания университетского курса «Экологический менеджмент»: Сборник научных статей по проекту REAP.—СПб: Изд. РГГМУ, 2003.-С.71-73.

7. Ecological Studies in the Eastern Gulf of Kandalaksha [Text] / Ye.Yu. Kluikov, S.V. Lukyanov, M.B. Shilin, M.A. Lazareva // Baltic Floating University Research Bulletin / UNESCO.-1996.-№ 2.-P.54 - 56.

8. The development of the ecological monitoring on the area of Batareynaja Bay (the Gulf of Finland Southern Coast) [Text] / M.P. Fedorov, M.B. Shilin // Ecological safety under Sea and river Port Construction.-StPb.: State Technical University, 1997.-P.58 - 68.

9. The Baltic Floating University: Training Through Research in the Baltic, Barents and White Seas-1997 [Text] / N.L. Plink, A.V. Nekrasov, G.G. Gogoberidze, Ye.Yu. Kluikov, S.V. Lukyanov, M.B. Shilin // Intergovernmental Oceanographic Commission. Technical series / UNESCO.-1998.-№ 53.-4-5 p.

10. Radioactive Contamination of Russia's Northern Seas: How to Evaluate a Real Treat [Text] / M.ShiUn//TheMonitor.-1998.-V.4,№4.-P.52-53.

11. The Kislaya Bay of the Barents Sea as a Laboratory for Studying Variability of Oceanographical Characteristics in Coastal Ecosystems [Text] / Ye.Yu. Kluikov, S.V. Lukyanov, M.B. Shilin, O.V. Khaimina // Baltic Floating University Research Bulletin / UNESCO.-1999.-№ 3.-P.81 - 84.

12. Impact ecological monitoring at the sites of the new harbors construction [Text] / S.V. Lukyanov, M.B. Shilin, S.L. Belenko, V.V. Ivanov, O.N. Mandryka, A.V. Pnyushkov // Baltic Floating University Research Bulletin / UNESCO.-2002.-№4 —5.—P.109— 119.

Отпечатано с готового оригинал-макета в ЦНИТ «АСТЕРИОН» Заказ № 128. Подписано в печать 19.04.2006 г. Бумага офсетная. Формат 60х84'/16 Объем 2,5 п. л. Тираж 120 экз. Санкт-Петербург, 191015, а/я 83, тел. /факс (812) 275-73-00, 275-53-92, тел. 970-35-70

Содержание диссертации, доктора географических наук, Шилин, Михаил Борисович

Сокращения

Введение

1 Природные и технические системы в прибрежной зоне

1.1 Прибрежная зона как природный объект под воздействием 25 антропогенного пресса

1.2 Концепция прибрежной природно-технической системы

1.3 Общие принципы организации геоэкологического мониторинга прибрежных природно-технических систем

2 Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем с объектами приливной энергетики

2.1 Особенности формирования ППТС с приливными электростанциями (на примере Кислогубской ПЭС)

2.2 Современная экологическая ситуация в бассейне Кислогубской

ПЭС и возможности ее прогнозирования на будущее

3 Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем с морскими портовыми комплексами

3.1 Общие принципы мониторинга портовых комплексов

3.2 Состояние геосистем районов портостроительства до формирования ППТС

3.2.1 Состояние геосистемы Лужской губы до строительства МПК

3.2.2 Состояние геосистемы пролива Бьеркезунд до строительства

3.2.3 Состояние геосистемы кута Кандалакшского залива до строительства МПК

3.3 Изменение ситуации в геосистемах под воздействием портостроительства

3.3.1 Изменение ситуации в Лужской губе

3.3.2 Изменение ситуации в проливе Бьеркезунд

3.3.3 Изменение ситуации в куту Кандалакшского залива

3.3.4 Сравнительная оценка ситуации в геосистемах после портостроител ьных работ

3.4 Геоэкологический мониторинг на этапе эксплуатации ППТС с 158 МПК

4 Геоэкологический мониторинг прибрежных природно- 187 технических систем в аквакультуре

4.1 Принципы организации аквакультуры

4.2 Гидробиотехнические сооружения

4.3 Оценка и контроль воздействия ППТС с аквафермами на ситуацию в геосистеме

5 Устойчивое управление прибрежными природно-техническими 223 системами

5.1 Организация устойчивого взаимодействия различных ППТС

5.2 Стратегии управления прибрежной зоной и возможный консенсус

5.3 Планирование ППТС

5.3.1 Основные этапы развития планирования применительно к прибрежной зоне

5.3.2 Планирование как многоуровненный процесс

5.3.3 Цикличность планирования

5.3.4 Оценка эффективности проектов

5.3.5 Роль и место мониторинга в планировании и управлении ППТС 262 Заключение 270 Список использованных источников

Сокращения

ПЗ - прибрежная зона;

ПТС - природно-техническая система;

ППТС - прибрежная природно-техническая система;

КУПЗ - комплексное управление прибрежной зоной;

ОВОС - оценка воздействия на окружающую среду

ЮНЕСКО - Комиссия Организации Объединенных Наций по вопросам науки и культуры

МОК - Международная Океанографическая комиссия

ГЭС - гидроэнергетическая электростанция

ПЭС - приливная электростанция

ББМР - Баренц-Балтийский макрорегион

ГОУ - государственное образовательное учреждение

ВАК - Всероссийская аттестационная комиссия

ФЦП - Федеральная целевая программа

ММБИ - Мурманский Морской биологический институт

РГГМУ - Российский государственный гидрометеорологический университет

ОАО - открытое акционерное общество

ГНЦААНИИ - государственный научный центр Арктический и

Антарктический научно-исследовательский институт

ИО - Институт Океанологии

ГПУ - Государственный политехнический университет

СЭВ - Совет Экономической Взаимопомощи

СФРЮ - Социалистическая Федеративная Республика Югославия

ПХС природно- хозяйственный комплекс

ВАОПС - всесторонний анализ окружающей природной среды

ЕГСЭМ - единая государственная система экологического мониторинга

ЛПР - лицо, принимающее решение

ИИБ - индекс изменения биоты

ГосНИОРХ - Государственный институт речного и озерного рыбного хозяйства

АЭС - атомная электростанция

ТЭС - тепловая электростанция

ГРЭС - главная районная электростанция

СНГ - Союз Независимых государств

МПК - морской портовый комплекс

ГПЗ - государственный природный заповедник

ГМТП - государственный морской торговый порт

СИМ - сопутствующий импактный мониторинг

ESPO - Евпропейская Организация Морских портов

ICES - Международный Совет по исследованию морей

EUCC - Европейское Общество Охраны Побережий

РОВ - растворенное органическое вещество

ГБТС - гидробиотехническое сооружение

ПСУ - погружное садковое устройство

ООПТ - особо охраняемая природная территория

НГО - негосударственная организация

СМИ - средство массовой информации

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологический мониторинг прибрежных природно-технических систем"

Актуальность исследования

В течение всего XX в. значение прибрежной зоны (ПЗ) морей и океанов в хозяйственной деятельности человека неуклонно возрастало [с 1 по 4] и по прогнозам специалистов будет возрастать в XXI в. [с 5 по 9]. Для этого имеются объективные экологические, социальные и экономические предпосылки (таблица 1).

Таблица 1 - Показатели эколого-социо-экономической значимости прибрежной зоны

Территориально-пространственные Протяженность береговой линии - 777 тыс.км Площадь прибрежной зоны до изобаты 200 м -21.4 млн. кв.км

Экологические 977 национальных парков и заповедников 200 млн. гектаров охраняемых территорий

Социальные 1.000 млн. человек населения 60 % мирового населения на удалении не более 100 км от моря

Экономические 4.493 млн. тонн грузов, ежегодно перевозимых через порты 86 млн. тонн ежегодного улова рыбы 11.1 млн. тонн ежегодного урожая аквакультуры

ПЗ является местом концентрации природных, техногенных и интеллектуальных ресурсов, выполняя «ресурсную функцию». Ресурсы ПЗ жизненно необходимы не только для местного населения, но и для успешного функционирования биосферы в целом. Прибрежные экосистемы поддерживают естественные геохимические циклы, способствуют процессам их очищения от загрязняющих веществ, формируют качество речных вод на заключительном этапе их транзита через сушу, фиксируют береговую линию («регулирующие функции»), обеспечивают процессы продуцирования биомассы и поддерживают запас генетического и видового разнообразия («продукционные функции»). Для человека ПЗ является источником эстетического наслаждения, художественного вдохновения, а также получения научно- образовательной информации («информационная функция»). В связи с ключевым значением ПЗ зон для процессов устойчивого развития, она привлекают все большее внимание политиков и менеджеров всех уровней управления. Важность ПЗ для решения стратегических задач устойчивого развития России не вызывает сомнений. Протяженность морских берегов России - около 60 тыс. км; в 30-километровой зоне вдоль берегов морей проживает около 20 млн. россиян [9].

Хозяйственная деятельность человека в ПЗ является частным случаем природопользования. Осуществление природопользования в ПЗ В.И. Лымарев называет береговым природопользованием, или берегопользованием [3]. Рассматривая различные формы берегопользования, этот автор в качестве основных из них называет рациональное и нерациональное. Рациональное берегопользование направлено на обеспечение устойчивого развития, что достигается постановкой краткосрочных и долгосрочных целей [8]. При нерациональном берегопользовании долгосрочные цели отсутствуют.

Основная тенденция берегопользования, ярко проявившаяся во второй половине XX века, - интенсификация, сопровождающаяся появлением в ПЗ большого количества антропогенных конструкций и сооружений. Благодаря этому, ПЗ становится все более сложным объектом для природопользования и управления, так как представляет собой сложную систему, состоящую из нескольких подсистем (рисунок I). Обычно выделяют природную, социальную и инженерно- техническую подсистемы. Для изучения этих подсистем применяются разные подходы и методы, которые недостаточно хорошо состыкованы друг с другом. В частности, теория взаимодействия технических объектов (ТО) и природных экосистем в ПЗ не разработана [ 10 ].

ОБЪЕКТ: прибрежная зона

ЦЕЛЬ:

Рациональное бсрегопользование 1

Рисунок I - Аспекты рассмотрения прибрежной зоны как объекта исследования

Задачей берегопользования является выполнение интегрирующей функции. Оптимальные управленческие решения могут быть приняты при комплексном учете особенностей всех взаимодействующих подсистем. Сложности, возникающие при реализации комплексного подхода, заключаются в необходимости анализа больших объемов информации о каждой из подсистем (см. рисунок 1). Недоучет роли какой-либо из подсистем может привести к серьезным просчетам в процессе берегопользования. Каждая из подсистем требует внимания и изучения с помощью арсенала соответствующих наук; при этом она достаточно быстро изменяется под воздействием различных факторов.

Наиболее значительные изменения происходят в инженерно-технической подсистеме. Увеличение «удельного веса» инженерно-технической подсистемы неоднозначно воспринимается экспертами, многие из которых считают эту тенденцию опасной для природной (экологической) подсистемы. Подобные опасения вызваны тем, что процессы, влияющие на взаимодействие инженерно-технической компоненты с другими подсистемами ПЗ, происходят быстрее, чем эксперты успевают их осмыслить, и тем более - оценить и спрогнозировать последствия. Сами методы подобных оценок находятся еще в стадии разработки. Концептуальные основы развития инженерно-технической подсистемы прибрежной зоны практически не созданы.

Оспаривается возможность устойчивого сосуществования и взаимодействия инженерных объектов и природных экосистем. Происходит, таким образом, отставание в теории рационального берегопользования - по сравнению, например, с природопользованием на водосборных бассейнах малых рек. Для последнего случая разработана эффективно работающая концепция природно-технических систем (ПТС) в энергетике [11]. Механический перенос данной концепции на объекты ПЗ, однако, был бы невозможен в связи с ее описанными выше особенностями как сложной системы. Приемы управления ПТС в бассейнах малых рек не могут быть успешно использованы в ПТС, формируемых на базе прибрежных экосистем. Очевидно, в целях обеспечения рационального берегопользования необходимо разработать концепцию прибрежных природно-технических систем (ППТС), которая бы учитывала особенности всех подсистем ПЗ. Подобная концепция может способствовать решению важной народнохозяйственной задачи - формированию системы рационального берегопользования для обеспечения устойчивого развития ПЗ.

Планирование ППТС, наблюдение за ее формированием и эксплуатацией, разработка стратегии управления ППТС объединяются в единую систему геоэкологического мониторинга. Мониторинг ППТС - новое направление мониторинга; концептуальная база и научные основы мониторинга ППТС в настоящее время не разработаны. Цель и задачи диссертационного исследования

Цель настоящей работы определена как формирование концепции ППТС и развитие научных основ их геоэкологического мониторинга. Поставленная цель достигается путем решения ряда задач: а) определение понятия «прибрежная природно-техническая система» (ППТС) как объекта геоэкологического мониторинга; б) описание основных свойств и особенностей ППТС; в) классификация ППТС; г) разработка методологии оценки экологической опасности / безопасности ППТС; д) разработка способов описания взаимодействия природных экосистем и ТО с целью оценки и прогнозирования экологической ситуации в ППТС; е) оценка и прогноз общего состояния и экологической опасности / безопасности ППТС на этапах их формирования, эксплуатации и модернизации; ж) разработка подходов к устойчивому управлению ППТС и обеспечению их взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении геоэкологического мониторинга.

Материал и методы исследований

Для достижения цели настоящей работы нами были в 1991 - 2005 гг. проведены исследования ряда ППТС в Балтийском, Баренцевом и Белом морях. Применены следующие методы исследований:

1. Комплексные многолетние натурные наблюдения за биотической, абиотической и техногенной компонентами ППТС.

2. Опрос экспертов, анкетирование и интервьюирование местных берегопользователей, вовлеченных в процесс принятия решений по управлению ППТС.

3. Интегральные технологии комплексного управления прибрежной зоной - КУПЗ, включая партиципацию - соучастие в активных действиях местного населения, направленных на управление ПЗ.

4. Балльно-индексная оценка интенсивности и опасности / безопасности антропогенного воздействия на геосистемы с ППТС.

5. Определение изменения устойчивости / неизменности геосистем с ППТС на основе информации о разнообразии биологических сообществ.

6. Моделирование поступления в водную среду и переноса биогенных элементов (азот, фосфор) в ППТС с рыбоводными садками.

7. Политологический анализ возможных стратегий взаимодействия ППТС в интересах устойчивого управления ПЗ.

Исследования выполнены в ходе работ по российским федеральным и международным проектам, осуществления процедуры оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС), реализации программ экологического мониторинга (таблица 2).

Организация и проведение исследований; обработка и анализ материала осуществлялись лично автором. Большинство рабочих концепций разработано автором лично или при взаимодействии с соавторами [8, 12].

Описанные прибрежные территории, несмотря на все их своеобразие, обладают общими характеристиками, свойственными Баренц-Балтийскому макрорегиону (ББМР) в целом. Под ББМР понимается макрорегион Северной Европы, объединяющий регионы Баренцева и Балтийского морей [13]. Связи этих крупнейших регионов Европы обусловлены биогеографическими, экологическими, социально-политическими и экономическими причинами.

Таблица 2 - Исследованные акватории, проектные районы и виды работ

Исследованная акватория Проектный район Вид работ Роль автора Годы

Балтийское море Финский залив, прибрежная зона Калининградск ой области, о. Борнхольм. Ежегодные экспедиции по программе ЮНЕСКО /МОК «Балтийский плавучий университет» Руководитель биологическо й группы с 2000 по 2003, 2005

Пролив Бьеркезунд Сопутствующий мониторинг строительства портового комплекса Начальник гидробиологического отряда с 1999 по 2005

Лужская губа То же То же с 1999 по 2003

Бухта Батарейная ОВОС портового комплекса Заместитель руководителя работ с 1997 по 1998

Балтийское море Национальный парк «Куршская Коса» Проект «Организация сети взаимодействия .» Координатор программ по обучению 2003

Прибрежная зона Северной Курляндии (Республика Латвия) Пилотные проекты ЮНЕСКО Лидер группы мониторинга пилотного проекта ЮНЕСКО 2002, 2003

Устье р. Нарва и район Нарвской ГЭС Проект Европейского Союза Охраны Побережий Исполнитель 1999

Пролив Каттегат Кристиннефьор Д Полевая практика студентов Руководитель практики 2004

Продолжение таблицы 2

Исследованная акватория Проектный район Вид работ Роль автора Годы

Баренцево море Бассейн Кислогубской ПЭС Летняя полевая практика студентов Руководитель биологическо й группы 19941999

Устье р. Тулома, Нижне- Туломское водохранилище Пилотный проект ЮНЕСКО Исполнитель проекта, член группы мониторинга 2003

Белое море Губа Палкина, кут Кандалакшског о залива Пилотные проекты ЮНЕСКО Исполнитель проекта, член группы мониторинга проекта ЮНЕСКО с 1996 по 1998, с 2001 по 2003 г. Беломорск, Выгский рыбозавод То же То же 2001

Белое море Кандалакшский государственны й природный заповедник Проект «Организация сети взаимодействия» Координатор программ по обучению с 2002 по 2004

Между народами, населяющими эти регионы, существует интенсивный межкультурный обмен. Указанные связи обусловливают формирование единого макрорегиона с имманентной ему внутренней организацией экологического пространства. По сравнению с остальными европейскими регионами, территория ББМР характеризуется наибольшей степенью сохранности прибрежных экосистем и наибольшей протяженностью береговой линии, то есть наибольшей выраженностью ПЗ.

Антропогенное воздействие на ПЗ ББМР неуклонно возрастает и включает в себя различные виды гидротехнического и прибрежного строительства; прибрежное сельское хозяйство; морское фермерство аквакультуру); рыболовство; лесную промышленность; производство электроэнергии; добычу, разработку и перевозку полезных ископаемых (прежде всего - нефти); строительство кораблей на кораблестроительных верфях; каботажное плавание; функционирование портов; туризм и рекреация; военно-оборонные мероприятия [7, 9, 12]. Прибрежные воды служат естественным приемником промышленных стоков со значительной части Скандинавского и Кольского полуостровов и Карельского перешейка. Методы же количественного учета, дозирования и лимитизации антропогенного пресса еще только разрабатываются, хотя уже сейчас необходимо давать оценку последствий антропогенного воздействия на экосистемы ПЗ ББМР. Для решения этой проблемы требуется развертывание системы мониторинга в конкретных районах и импактных зонах, испытывающих различные виды антропогенного воздействия.

Работая в крупных относительно однородных акваториях, исследователь сталкивается с необходимостью сбора большого объема фактического материала для выявления существующих статистических закономерностей. Стоимость экспериментальных работ такого рода, равно как и последующей камеральной обработки собранного материала, оказывается чрезвычайно высока. Заманчивой в связи с этим представляется идея поиска количественных взаимосвязей на существенно меньшем материале, который может быть получен в небольших изолированных акваториях («проектных районах»), где величины абиотических параметров варьируют на ограниченной площади [12]. Предъявляемым требованиям отвечают полузамкнутые водоемы - фиорды, заливы, лагуны, губы и др. Хотя такие акватории могут отличаться некоторыми специфическими чертами, в целом их можно рассматривать как естественные модели экосистем ПЗ. Проведение исследований в подобных «проектных районах» с выраженными градиентами среды позволяет получить отклик гидробионтов на максимально различные комбинации средовых параметров. Это - путь к прогностическому моделированию связей между компонентами ППТС.

Методологической базой природопользования является геоэкология -«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» [14]. В соответствии с Паспортом специальности ВАК, Геоэкология - междисциплинарное научное направление, объединяющее исследования состава, строения, свойств, процессов, физических и геохимических полей геосфер Земли как среды обитания человека и других организмов. Основной задачей геоэкологии является изучение изменений жизнеобеспечивающих ресурсов геосферных оболочек под влиянием природных и антропогенных факторов, их охрана, рациональное использование и контроль с целью сохранения для нынешних и будущих поколений людей продуктивной природной среды. К числу важнейших задач геоэкологии обычно относят: исследование источников антропогенного воздействия на экосистемы, их интенсивности и пространственно -временного распределения; изучение антропогенной нагрузки на экосистемы, ее нормирование и регулирование; исследование устойчивости экосистем, подвергнутых антропогенному воздействию, и их возможного «отклика» на антропогенные процессы; установление «траекторий поведения» модифицированных экосистем под антропогенной нагрузкой; проектирование равновесных ПТС; разработка эффективных и устойчивых методов управления ПТС [7, 14]. В более общем виде задачи геоэкологии формулируются как «изучение взаимодействия географических, биологических и социально-производственных систем» [15]. H.A. Айбулатов называет задачи геоэкологии «оптимизационными» [16]. Практическую направленность и яркую эмоциональную окраску носит определение геоэкологии как науки о компромиссах общества и человека с окружающей средой, то есть о проблемах сохранения необходимой для нормальной и продуктивной жизнедеятельности окружающей среды при ее эффективном использовании для нужд человеческого общества [17].

Соответственно, методологической базой берегопользования является геоэкология шельфа и морских берегов [18], или геоэкология ПЗ. Объект геоэкологии ПЗ - прибрежная геосистема. Под геосистемой вообще понимается совокупность взаимодействующих природных и искусственных объектов, расположенных в пределах однотипного участка географической оболочки и образующих в конкретных общественно-исторических условиях природно-хозяйственный комплекс [с 19 по 21]. Другими словами, геосистему образует набор (серия) различных ПТС, взаимодействующих в пределах экологической системы высокого иерархического ранга. По мнению А.Г. Исаченко, Ю.П. Селиверстова и ряда других специалистов, модель геосистемы охватывает больше связей, чем модель экосистемы, откуда следует вывод, что экосистему нужно рассматривать как систему частную, или парциальную, по отношению к геосистеме [7]. Геосистема -геоцентрическое понятие; наличие в ней жизни - важное, но не единственное специфическое ее качество [22]. Прибрежная геосистема отличается тем, что ее природный компонент образован экосистемой ПЗ [20]. Особенностью выполненной работы, как геоэкологического исследования, является геосистемный подход, оптимизационная направленность, акцент на использование биоэкологических методов. Основные проекты, выполненные по теме диссертации:

1. Интеграция: ФЦП. Грант № 839. Комплексное изучение изменчивости полей абиотических характеристик среды и биоразнообразия экосистем прибрежной зоны Белого моря на примере вершины Кандалакшского залива-РГГМУ, 1997.

2. Развитие обучения и практики в комплексном управлении прибрежной зоной: Проект ТЕМПУС / ТАСИС Т1ЕР-10814.-РГГМУ, 1999.

3. Разработка стратегии устойчивого развития побережий северных морей России: Грант ЮНЕСКО № 876237.0.- РГГМУ, 1999 - 2000.

4. Интеграция: ФЦП. Грант М 141-05. Серия учебных пособий и мультимедийных курсов по проблемам изучения полярных регионов Земли-1999-2000.

5. Региональный подход к устойчивому развитию береговой зоны северных морей России: Грант ЮНЕСКО - РГГМУ, 2000 - 200.

6. Обобщение данных о природно-климатических условиях региона в районе строительства нефтяного терминала в г. Приморске и разработка предложений по организации экологического мониторинга прилегающей акватории: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 1999.

7. Организация и проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период дноуглубительных работ и строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2000.

8. Проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2001.

9. Обобщение данных о состоянии природной среды в акватории Лужской губы: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2001.

10. Мониторинг проекта устойчивого развития береговой зоны Кандалакшского залива (Белое море): Проект ЮНЕСКО 8762602- РГГМУ, 2001.

11. Мониторинг проекта устойчивого развития береговой зоны Северной Курляндии (Латвия): Проект ЮНЕСКО 8762792-, 2002.

12. Интеграция науки и высшего образования России на 2002 — 2006 годы: ФЦП // Исследования состояния природной среды в прибрежной зоне северных и северо-западных морей России - РГГМУ совместно с ГНЦ ААНИИ, 2002-2004.

13. Локальный экологический мониторинг при производстве дноуглубительных работ акватории гавани в пос. Стрельна: Заказ ОАО «Ленморниипроект».- РГГМУ, 2002.

14. Проведение экспедиционных наблюдений по программе экологического мониторинга в период строительства нефтеналивного терминала в районе г. Приморск: Заказ ОАО "Ленмориниипроект", ООО "Спецморнефтепорт Приморск".- РГГМУ, 2002.

15. Комплексные исследования состояния экосистемы Балтийского моря // Мировой океан: ФЦП - РГГМУ совместно с ММБИ и ИО РАН, с 2003 по настоящее время.

16. Программа развития высшей школы Санкт-Петербурга Комитета по науке и высшей школе администрации Санкт-Петербурга на 2002 - 2005 гг. Развитие межвузовской полевой базы практики студентов.-РГГМУ, 2003.

17. Проведение локального экологического мониторинга при дноуглублении акватории угольного терминала в МТП "Усть-Луга": Заказ ОАО "Ленмориниипроект".- РГГМУ, 2003.

18. Проведение локального экологического мониторинга при дноуглублении акватории железнодорожного паромного комплекса в МТП "Усть-Луга" Заказ ОАО "Ленмориниипроект".-РГГМУ, 2003.

19. Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники: НТП. Подпрограмма 207. Экология и рациональное природопользование. Проект 08.01.040. Комплексная экологическая оценка состояния рекреационных акваторий в зонах энерготранспортных потоков - СПб ГПУ, 2003 - 2004.

20. Издание брошюры по распространению опыта комплексного управления прибрежной зоной в Кандалакшском заливе Белого моря: Проект ЮНЕСКО 876361.3 - РГГМУ, 2004- (на русском и английском языках).

21. Разработка технологии комплексного мониторинга прибрежных экосистем, находящихся под интенсивным антропогенным воздействием, с применением дистанционных и контактных средств измерений: Проект Комитета по науке и высшей школе администрации Санкт-Петербурга-РГГМУ, 2004.

22. Сбор, обработка и анализ данных о состоянии природной среды в районе ООО "Спецморнефтепорт Приморск" и прилегающей акватории: Заказ ОАО "Ленмориниипроект".- РГГМУ, 2004.

23. Сбор, обработка и анализ данных о состоянии природной среды в районе образования территории и подходных путей к ней к западу от побережья Васильевского острова Санкт-Петербурга: Заказ ОАО «Ленморнии проект».- РГГМУ, 2005.

24. Трансграничное сотрудничество: Проект ТАСИС № 2005/100731. Инструменты принятия решений по комплексному управлению прибрежной зоной на примере района г. Приморск.-СПб ГПУ, 2003 - 2006. Теоретическая значимость работы

Разработана концепция ППТС, включающая их классификацию, описание основных характеристик и факторов, влияющих на экологическую опасность / безопасность. Сформированы научно-методические основы геоэкологического мониторинга (ГЭМ) ППТС. Сформировано новое направление ГЭМ - мониторинг ППТС. Предложены методы и критерии оценки состояния геосистем с ППТС, опасности / неопасности антропогенного воздействия на всех стадиях их формирования, функционирования и модернизации. Предложены способы описания взаимодействия природных экосистем и технических объектов в рамках различных ППТС. Сформированы принципы оптимизации формируемых ППТС с точки зрения обеспечения их экологической безопасности. Определены возможные стратегии управления ППТС. Разработаны подходы к устойчивому управлению ППТС и обеспечению их взаимодействия на основе информации, получаемой при осуществлении ГЭМ. Оценена возможность консенсуса между различными берегопользователями при разработке стратегии устойчивого развития ПЗ. Оценена эффективность долголетних проектов, реализуемых в ПЗ. Развиты общие методы геоэкологии при формировании ее нового направления - геоэкологии ППТС.

Научная новизна диссертации заключается в формировании нового научного направления - геоэкологии ППТС с теоретико-методологическими основами их геоэкологического мониторинга. На основе уникальных многолетних данных о формировании различных ППТС, их функционировании и модернизации предложены критерии и методы оценки ситуации в трансформируемых геосистемах, опасности / безопасности антропогенного воздействия. Определены изменения устойчивости и неизменность геосистем по данным об изменениях разноообразия биологических сообществ. Оценена скорость возвращения трансформированной геосистемы в исходное состояние после снятия стрессового воздействия. Для разных типов ППТС установлены характеристики нарушений в зависимости от видов и интенсивности антропогенного воздействия. Впервые получены сравнительные оценки опасности / безопасности воздействия технических объектов на различные прибрежные геосистемы при формировании и эксплуатации ППТС. Проведено зонирование ППТС, находящихся на стадии эксплуатации, по степени необходимого внимания при принятии решений по управлению ситуацией в зависимости от уязвимости биологических сообществ. Оценена эффективность долговременных проектов по управлению ПЗ. Приведены результаты практической реализации концепции геоэкологического мониторинга для ряда ППТС Балтийского, Баренцева и Белого морей.

Практическая значимость диссертации состоит в возможности использования ее основных положений для устойчивого управления ППТС. Полученные результаты использованы ОАО «Ленморниипроект» при организации мониторинга строительства и эксплуатации портовых комплексов в Финском заливе Балтийского моря и Кандалакшском заливе Белого моря. Разработки в области планирования включены администрацией муниципального образования Кандалакша в стратегический план развития Кандалакшского района Мурманской области. Методологические разработки используются в учебном процессе в РГГМУ в рамках учебных курсов «Экология Мирового океана», «Общая экология», «Биогеография» и «Аквакультура» и ГОУ Санкт-Петербургский Политехнический университет в курсах «Экология» и «Защита окружающей среды». В целях методического обеспечения читаемых курсов издано пять учебных пособий, в том числе в рамках международного проекта Т1ЕР-10814-1999 ТЕМПУ С / ТАСИС «Развитие обучения и практики в комплексном управлении прибрежной зоной» [8], проекта М-141-05 ФЦП «Интеграция» «Подготовка серии учебных пособий и мультимедийных курсов по проблемам изучения полярных регионов» [13]. Учебно-методические аспекты работы обобщены в Концепции экологического образования в технических университетах [23]. Результаты ГЭМ ППТС Кандалакшского залива и Финского залива включены в компьютерное учебное пособие "Соаз^еагп", разработанное в результате международного образовательного проекта ЕиСС - Европейского сообщества по охране морских берегов. Методика оценки эффективности долговременных проектов в ПЗ использована при выполнении автором миссий ЮНЕСКО в ПЗ Белого и Балтийского морей [с 24 по 27]. На защиту выносятся:

- концепция ППТС, включающая в себя их классификацию, описание основных характеристик и их изменений в процессе функционирования, методологию планирования, взаимодействия и устойчивого развития;

- научные основы ГЭМ ППТС на этапах формирования, эксплуатации и модернизации;

- результаты практической реализации концепции ГЭМ для ряда ППТС ББМР - в виде сравнительных оценок опасности / безопасности экологической ситуации и возможности управления ею в различных геосистемах на основе анализа комплексной многолетней информации;

- методика сравнительной балльной оценки экологической опасности / безопасности ППТС;

- впервые полученные сравнительные оценки опасности / безопасности воздействия технических объектов на различные прибрежные геосистемы при формировании и эксплуатации ППТС;

- макет «рабочего портфеля» для лиц, принимающих экологически значимые решения по управлению ППТС;

- пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС, включающих объекты энергетики, аквакультуры и портовые комплексы. Личный вклад автора заключается в разработке общей концепции ППТС, научно-методологических основ их ГЭМ и адаптации / апробации теоретических разработок применительно к различным прибрежным геосистемам; в создании системы сравнительных оценок ситуации в различных ППТС; в доведении научных разработок до практического использования при проведении ГЭМ ППТС. Автор лично проводил все исследования, результаты которых представлены в диссертации (см. таблицу 2). Цели, задачи исследований и научные выводы формулировались автором. Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались на 1 - 3 международных конференциях «Освоение шельфа арктических морей России» (Санкт-Петербург, 1993, 1995, 1997); 1 и 2 международных симпозиумах «Экогидравлика» (Трондхейм, 1994; Квебек, 1996); 7 и 8 региональных научно- практических конференциях «Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря (Санкт- Петербург, 1998; Беломорск / Архангельск, 2001); 1 - 3 международных семинарах «Рациональное использование прибрежной зоны северных морей» (Кандалакша, 1996, 1998, 1999); 1 международном семинаре по обучению методам комплексного управления прибрежными зонами (Санкт- Петербург, 1997); X Международной конференции по Промысловой океанологии (Санкт-Петербург, 1997); Международном научно- техническом семинаре «Экологическая безопасность при конструировании морских и речных портов» (Санкт- Петербург, 1997); Международном семинаре «Этика для морской среды» (Афины, 1999); Международной научно- практической конференции «Экология 21 века: наука, образование, средства массовой информации» (Санкт-Петербург, 2000); Международной конференции по интеграции комплексного управления прибрежной зоной с морскими науками (Санкт-Петербург, 2000); 2 международном симпозиуме по биоэтике (Киев, 2002); Международной конференции «Историческая геоэкология, география и природопользование: новые направления и методы исследования» (Санкт-Петербург, 2002); 12 международной конференции по промысловой океанологии (Калининград, 2002); Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие и экологический менеджмент» (Санкт-Петербург, 2005); 7 Международном экологическом форуме «День Балтийского моря» (Санкт-Петербург, 2006); Международной научно-исследовательской школе «Прибрежные коммуникации» (Рига, 2006); итоговых сессиях ученого совета РГГМУ (Санкт-Петербург, 1996, 1997, 2002, 2003, 2006); расширенных семинарах кафедры Гидротехники Технического университета г. Грац (Австрия), кафедры Промысловой океанологии и охраны природных вод РГГМУ и кафедры Экологических основ природопользования ГОУ Санкт-Петербургский Политехнический университет (2005). Публикации

По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ: 5 монографий, 6 учебных пособий, 2 брошюры, 1 атлас, 27 статей (из них 7 - в реферируемых ВАК изданиях) и 29 тезисов докладов выступлений на научных форумах; всего 55 публикаций - на русском и 15 - на английском языке. Получено одно авторское свидетельство. Структура и объем работы

Диссертация состоит из Введения, 5 глав, включающих 15 подразделов, заключения, списка литературы. Рукопись содержит 293 страницы текста, 42 рисунка и 38 таблиц. Список литературы включает 178 наименований, в том числе 35 - на иностранных языках. Благодарности

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Шилин, Михаил Борисович

Выводы по главе 5

- Проанализировано взаимодействие берегопользователей, представляющих разные ППТС, при освоении ресурсов ПЗ. Построена матрица воздействия на прибрежную геосистему различных берегопользователей, позволяющая планировать устойчивое развитие ПЗ.

- На основе данных мониторинга «экологического мышления» отобранной группы экспертов определены возможные ключевые факторы выбора стратегии берегопользования («развитие без разрушения», «ресурсопотребление», «самореализация», «ограничение без развития», «здравый смысл», «мелиорация», «экологическая экономика», «фатализм»). Выделены общие для всех факторов положения и позиции, которые могут быть использованы для выработки консенсуса при организации взаимодействия ППТС.

- Определены практически важные принципы, уровни, этапы планирования и реализации планов развития ППТС.

- Предложены и апробированы на практике критерии оценки эффективности долголетних проектов, направленных на обеспечение устойчивого взаимодействия ППТС и берегопользоватеоей в ПЗ.

- Определены роль и место геоэкологического мониторинга в системе устойчивого управления ППТС на современном этапе развития научного берегопользования.

- Практический опыт геоэкологическрого мониторинга обобщен в Пакете инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.

- Разработан макет «Рабочего портфеля» для лиц, принимающих экологически значимые решения по управлению ППТС.

- Составлен пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.

Заключение а) Разработана концепция геоэкологического мониторинга ППТС как системы сбора и анализа информации для оценки и прогнозирования экологической ситуации, формирующейся в прибрежной геосистеме в результате взаимодействия технического объекта с природной средой, на основе использования показателей изменения состояния биологических сообществ. б) Разработана методология оценки экологической опасности / безопасности ППТС на основе определения характеристик воздействия на прибрежную геосистему в категориях пространства, времени и интенсивности. Для оценки интенсивности воздействия предложена индексация изменения состояния прибрежных биологических сообществ по количественным показателям (численность, биомасса, видовое разнообразие) с использованием 6-балльной шкалы оценок. Предложены и апробированы подходы к оценке и прогнозированию экологической ситуации в ППТС:

1) на основе биоэкологического анализа отклика индикаторных видов на основные факторы среды;

2) путем составления карт распределения экологической чувствительности прибрежных биологических сообществ по отношению к возможным антропогенным воздействиям с использованием ГИС-технологий;

3) на основе учета показателей «изменения устойчивости» и «неизменности экосистем» и динамики показателей видового разнообразия прибрежных биологических сообществ;

4) с помощью составления «дерева проблем» и «дерева решений экологических проблем», возникающих при формировании ППТС. в) Выполнены оценки экологической опасности / безопасности для трех основных типов ППТС Баренц-Балтийского макрорегиона -включающих в себя объекты портово-транспортной инфраструктуры, энергетики и аквакультуры. Аргументирована необходимость организации и проведения геоэкологического мониторинга для получения информационной поддержки принятия решений по формированию, эксплуатации и модернизации ППТС. Осуществлен сравнительный анализ экологической ситуации в трех ППТС с морскими портовыми комплексами - Усть-Лужской, Приморской и Кандалакшской - на этапах их формирования, функционирования и модернизации. На примере Кислогубской ПЭС прослежена динамика изменения экологической ситуации на различных этапах формирования ППТС с энергетическим объектом. Выполнена сравнительная оценка экологической опасности / безопасности различных ППТС с рыбоводными садками. г) Оценена возможная скорость восстановления биологических сообществ, затронутых стрессовым антропогенным воздействием, что позволяет планировать и внедрять устойчивые режимы эксплуатации ППТС. д) Предложены пути оптимизации ППТС и повышения их экологической безопасности в целях устойчивого развития прибрежной зоны на основе учета информации, получаемой в ходе геоэкологического мониторинга:

1) действующих экологических факторов (как природных, так и антропогенно трансформированных);

2) установленных особенностей пространственно-временного распределения показателей состояния биоты;

3) выделенных зон необходимого внимания (умеренного, концентрированного или повышенного) при принятии экологически значимых решений;

4) возможности выбора оптимального (безопасного) режима эксплуатации ППТС. е) Проанализированы возможные стратегии использования прибрежной зоны и формирования различных ППТС, обусловленные различными типами экологического мышления берегопользователей. Разработаны принципы обеспечения взаимодействия различных ППТС на основе консенсуса при принятии решений. Показана роль экологического образования и просвещения в обеспечении устойчивого развития прибрежной зоны. ж) Определена роль геоэкологическогго мониторинга как необходимого компонента процесса планирования ППТС. Предложены и апробированы критерии эффективности долговременных проектов, направленных на устойчивое развитие прибрежной зоны. и) Проведена этапизация освоения прибрежной зоны Баренц-Балтийского макрорегиона. Выделены три основных этапа развития концепции ППТС и их мониторинга в системе управления прибрежной зоной. В качестве основных характеристик современного этапа отмечены взаимодействие ППТС по типу «симбиоза»; достижение консенсуса при принятии решений; синтез «формального» и «неформального» знания для научного обеспечения ГЭМ. к) Для оптимизации процесса принятия решений по управлению ППТС разработан «Макет рабочего портфеля ЛПР», содержащий практические рекомендации по организации ГЭМ ППТС. л) Составлен пакет инженерно-экологических решений по оптимизации ППТС.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора географических наук, Шилин, Михаил Борисович, Санкт-Петербург

1. Долотов, Ю.С. Проблемы рационального использования и охраны прибрежных областей Мирового океана Текст. / Ю.С. Долотов.-М.: Научный Мир, 1996.-198 с.

2. Бровко, П.Ф. Основы береговедения Текст. / П.Ф. Бровко, В.И. Лымарев- Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1997.-112 с.

3. Лымарев, В.И. Береговое природопользование. Вопросы методологии, теории, практики Текст. / В.И. Лымарев.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2000.-166 с.

4. Barragan, M. J. M. Medio Ambiente y Desarollo en Areas Litorales. Introducciion a la Planificación y Gestion Integradas Text. / M. J. M. Barragan-Cadiz: Universidad de Cadiz, 2003.-301 p.

5. Clark John, R. Coastal Zone Management handbook Text. / John R. Clark.-Boca Raton, NY, London, Tokyo: Lewis Publishers, 1996.-694 p.

6. Haq, B.U. Coastal Zone Management Text. / B.U. Haq, S.M. Haq, G. Kullenberg, J.H. S tel -Dordrecht, Boston, London: Kluver Acad. Pub., 1997 — 394 p.

7. Денисов, B.B. Эколого-географические основы устойчивого природопользования в шельфовых морях Текст. / В.В. Денисов-Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2002.-502 с.

8. Кононенко, М. Стратегии планирования в комплексном управлении прибрежной зоной Текст. / М. Кононенко, М. Шилин.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2003.-151 с.

9. Айбулатов, Н.А. Деятельность России в прибрежной зоне моря и проблемы экологии Текст./ Н.А. Айбулатов.-М.: Наука, 2005.-363 с.

10. ЮШилин, М.Б. Подходы к формированию прибрежных природно-технических систем Текст. / М.Б. Шилин // Научно-технические ведомости

11. Санкт-Петербургского государственного политехнического университета-СПб., 2006.-С. 210-214.

12. Федоров, М.П. Экологическая безопасность гидроэнергетических объектов нового поколения Текст. / М.П. Федоров // Гидротехническое строительство.-1990.-№ 10.-С.27 29.

13. Погребов, В.Б. Экологический мониторинг прибрежной зоны арктических морей Текст. / В.Б. Погребов, М.Б. Шилин.-СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.-95 с.

14. Разумовский, В.М. О макрорегиональном подходе к формированию сети ООПТ Текст./ В.М. Разумовский, О.В. Червяков // Человек и окружающая среда Баренц-региона в начале XXI века.-Петрозаводск, 2001 -С.30-35.

15. Морачевский, В.Г. Основные понятия геоэкологии Текст. / В.Г. Морачевский, K.M. Петров // Основы геоэкологии.-СПб.: Изд. СПбГУ, 1994.-С.5-40.

16. Петров, K.M. Геоэкология Текст. / K.M. Петров СПб., 1994214 с.

17. Айбулатов, H.A. Концептуальные основы геоэкологии прибрежной зоны морей и океанов Текст. / H.A. Айбулатов // Прибрежная зона моря: морфолитодинамика и геоэкология-Калининград: Изд. КГУ, 2004.-С.196 -199.

18. Селиверстов, Ю.П. География: нерешенные проблемы или сознательные заблуждения Текст. / Ю.П. Селиверстов // Географические проблемы конца XX века-СПб.: Изд. РГО, 1998.-С.108 128.

19. Айбулатов, H.A. Геоэкология шельфа и берегов мирового океанаТекст. / H.A. Айбулатов, Ю.В. Артюхин-СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.-304 с.

20. Сочава, В.Б. Введение в учение о геосистемах Текст. / В.Б. Сочава.-Новосибирск, 1978.-254 с.

21. Алхименко, А.П. Геоэкология океана: некоторые теоретические аспекты, проблемы и задачи Текст./ А.П. Алхименко // Геоэкология Мирового океана.-JL: 1990.

22. Реймерс, Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы) Текст. / Н.Ф. Реймерс.-М.: Россия Молодая, 1994.-367 с.

23. Дмитриев, В.В. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем Текст. / В.В. Дмитриев, Г.Т. Фрумин.-СПб.: Наука, 2004.-293 с.

24. Концепция экологического образования в техническом университете Текст. / Под ред. М.П. Федорова, М.Б. Шилина.-СПб.: Изд. СПб ГТУ, 1998.-43 с.

25. Выход из лабиринта: развитие методов комплексного управления прибрежной зоной в Кандалакшском районе Мурманской области Текст. / Отв. ред.М.Б. Шилин.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2004.-51 с.

26. Шилин, М.Б. Оценка эффективности долговременных проектов Текст. / М.Б. Шилин // Устойчивое развитие и экологический менеджмент: Мат. междунар. научно-практ. конф.-СПб.: Изд. СПбГУ, 2005.-С.424 -427.

27. Shilin, М.В. Resolution of Aquaculture Conflicts: White Sea, Russia Text. / M. Shilin // Managing Conflicts over Resources and Values: Results of the UNESCO CSI Workshop, Maputo, Mozambique, 19-23 Nov., 2001.- Paris: UNESCO, 2002.-P.39-40.

28. Шепард, Ф.П. Морская геология Текст. / Ф.П. Шепард.-Л.: Недра, 1976.-488 с.

29. Сафьянов, Г.А. Береговая зона океана в XX веке Текст. / Г.А. Сафьянов.-М.: Мысль, 1978.-263 с.

30. ЗОДергачев, В.А. Природно-хозяйственная контактная зона «суша -океан» Текст. / В.А. Дергачев //Изв. Всесоюзн. Геогр. С>бщества.-1980.-Т. 112, вып. 1.

31. Степанов, В.Н. Экономико-экологические проблемы контактной зоны суша море Текст. / В.Н. Степанов-Киев: Наукова Думка, 1982162 с.

32. Федоров, М.П. Экология для гидротехников Текст. / М.П. Федоров, М.Б. Шилин, Н.Н. Ролле-СПб.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, СПбГТУ, 1992.-79 с.

33. Плинк, H.JI. Политика действий в прибрежной зоне Текст. / H.JI. Плинк, Г.Г. Гогоберидзе .-СПб.: Изд.РГГМУ, 2003.-225 с.

34. Масликов, В.И. Трансформация планктона при транзите из верхнего в нижний бьеф Усть-Илимской ГЭС Текст. / В.И. Масликов, В.Н. Рябова, М.Б. Шилин // Гидротехническое строительство-1991.-№ 9.-С.30 34.

35. Федоров, М.П. Природоимитирующие рыбопропускные сооружения Текст. / М.П. Федоров, Н.В. Арефьев, М.Б. Шилин, X. Бергман, Г. Хайгерт // Труды СПбГТУ.-1998.-№ 475.-С.116 122.

36. Левин, B.C. Экология шельфа: проблемы промысла донных организмов Текст. / B.C. Левин, В.А. Коробков.-СПб.: ЭЛМОР, 1998.-223 с.

37. Исаченко, А.Г. География в современном мире / А.Г. Исаченко-М.,1998.40Лымарев, В.И. Океаническое биоресурсоведение: географический аспект Текст. / В.И. Лымарев.-Архангельск: Изд. Поморск. гос. ун-та, 2002139 с.

38. Одум, Ю. Основы экологии Текст. / Ю. Одум.-М.: Мир, 1975-С.417 -468 с.

39. Odum, Е.Р. A New Ecology for the Coast Text. / E.P. Odum // Coast Alert/Ed. Th. C. Jackson-San Francisco, 1981.-P.145 181.

40. Hakanson, L. Physical geography of the Baltic Text. / L. Hakanson // The Baltic Sea Environment: Session 2.-Uppsala:Uppsala University, 1993.-P.35.

41. Remane, A. Die Brackwasserfauna Text. / A. Remane // Verh. Dt. Zool. Ges.-1934.-36.-P.34-74.

42. Pearson, Т.Н. A comparative study on the effects on the marine environment of wastes from cellulose industries in Scotland and Sweden Text. / Т.Н. Pearson, R. Rosenberg -Ambio, 1976-5.-P.77 79.

43. Дмитриев, В. В. Диагностика и моделирование водных экосистем Текст. / В.В. Дмитриев.-СПб., 1995.-237 с.

44. Лымарев, В.И. Введение в океанопользование Текст. / В.И. Лымарев- Архангельск: Изд. Поморск. гос. ун-та, 2004.-288 с.

45. Кау, Robert. Coastal Planning and Management Text. / Robert Kay, Jackie Alder.-London and New York: E&FN SPON, 1999.-371 p.

46. Артюхин, Ю.В. Антропогенные нарушения развития береговой зоны морей и проблемы их выявления Текст. /Ю.В. Артюхин //Геоморфология-1988.-№ 2.-С.61 66.

47. Алхименко, А.П. Балтийское море международный природно-хозяйственный регион Текст. / А.П. Алхименко, В.Ю. Цветков.-СПб, 1992.

48. Матишов, Г.Г. Экологическая ситуация и проблемы охраны биоресурсов в морях Северной Европы (на примере Баренцева моря) Текст. / Г.Г. Матишов.-Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1989.-54 с.

49. Матишов, Г.Г. Антропогенная деструкция экосистем Баренцева и Норвежского морей Текст. / Г.Г. Матишов.-Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1992112 с.

50. Матишов, Г.Г. Море на грани истощения Текст. / Г.Г. Матишов // Природа.-1990.-№ З.-С.ЗО 37.

51. Федоров, М.П. Экологический инжиниринг в гидротехнике Текст./ М.П. Федоров, М.Б. Шилин, Д.А. Ивашинцов.-СПб.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1995.-85 с.

52. Shilin, М. Radioactive Contamination of Russia's Northern Seas: How to Evalúate a Real Treat Text. / M. Shilin // The Monitor.-1998.-V. 4, № 4.-P.52 -53.

53. Авинский, В.А. Распространение вида-вселенца Cercopagis pengoi по акватории Балтийского моря Текст. / В.А. Авинский, М.Б. Шилин, Е.А. Рябова // Материалы Итоговой сессии Ученого совета РГГМУ.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2002.-С.114-115.

54. Шилин, М.Б. Численность личинок обрастателей в планктоне и их оседание на искусственные субстраты в Кандалакшском заливе Белого моря Текст. / М.Б. Шилин, В.В. Ошурков, И.В. Оксов, М.Ф. Осповат // Океанология.-1987.-Т. 27, вып. 4.-С.652 -655.

55. Шилин, М.Б. Оценка экологической ситуации в бассейне Кислогубской приливной электростанции Текст. / М.Б. Шилин, М.П. Федоров, Е.Ю. Клюйков, C.B. Лукьянов, В.Б. Погребов // Гидротехническое строительство.-l 998.-Т. 12.-С.25 30.

56. Шилин, М.Б. Экологические аспекты реконструкции Волховской ГЭС Текст. / М.Б. Шилин, А.Г. Василевский, А.Г. Кашеварова // Гидротехническое строительство.-l 998.-№ 11.-С.28 32.

57. Гиргидов, А.Д. Эколого-гидравлические основы расчетов природоимитирующих рыбоходов Текст. / А.Д. Гиргидов, М.Б. Шилин // Гидротехническое строительство.-l999.-№ 6.-С.12 15.

58. Шилин, М.Б. Состояние бентосных сообществ вершины Кандалакшского залива Текст. / М.Б. Шилин // Рац. исп. прибрежной зонысев. Морей: Мат. 3-го междунар. Семинара.-Кандалакша СПб, 1999.-С.196 -209.

59. Лукьянов, C.B. Анализ экологического состояния береговой зоны Курортного района и тенденций ее изменений Текст. / C.B. Лукьянов, М.Б. Шилин // Материалы Итоговой Сессии Ученого Совета РГГМУ.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2006.-С.56-59.

60. Природа, техника, геотехнические системы Текст./ Отв. ред. B.C. Преображенский.-М.: Наука, 1978.-191 с.

61. Геоэкологические основы территориального проектирования и планирования Текст. / Отв. ред В.С.Преображенский, Т.Д. Александрова-М.: Наука, 1989.-144 с.

62. Дергачев, В.А. Перспективы формирования зон беспошлинной торговли в Украинском Причерноморье Текст. / В.А. Дергачев, Н.Л. Тараканов // Региональная организация и управление морехозяйственными комплексами страны.-СПб., 1992.

63. Мухина, Л.И. Природа и научно-техническая революция Текст. / Л.И. Мухина, О.Н. Толстихин.-М.: Недра, 1985.-111 с.

64. Симаков, Г.В. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе Текст. / Г.В. Симаков, К.Н. Шхинек, В.А. Смелов, Д.В. Марченко, Н.Г. Храпатый -Л.: Судостроение, 1989.-322 с.

65. Водопьянов, П.А. Устойчивость и динамика биосферы Текст. / П.А. Водопьянов.-Минск: Наука и техника, 1981.-248 с.

66. Алхименко, А.П. Современные проблемы географии. География океана Текст. / А.П. Алхименко, С.Б. Слевич.-Л.: Наука, 1988.- 270 с.

67. Алексеевский, Н.И. Гидрологическая безопасность речных бассейнов Текст. / Н.И. Алексеевский // Исследования в области океанологии, физики атмосферы, географии, экологии, водных проблем и геокриологии: Сб. статей.-М.: ГЕОС, 2001.-С.187 192.

68. Потапов, А.И. Мониторинг, контроль, управление качеством окружающей среды Текст. / А.И. Потапов, В.Н. Воробьев, Л.Н. Карлин, A.A. Музалевский: Научное, учебно-методическое, справочное пособие. Ч. 1-СПб.: изд-во РГГМУ, 2002.-431 с.

69. Масликов, В.И. Критерии эколого-экономической оценки безопасности энергетических объектов Текст. / В.И. Масликов // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева.-1997.-Т. 233.-С.17 23.

70. Охрана окружающей природной среды: Постатейный комментарий к закону России.-М.: Республика, 1993.

71. Моисеев, H.H. С мыслями о будущем России Текст. / H.H. Моисеев.-М.: Изд. Фонда содействия развитию соц. и полит, наук, 1997210 с.

72. Старобогатов, Я.И. Мифы и реалии современной экологии. Тема 1: Что такое экология Текст. /Я.И. Старобогатов, В.В. Гальцова, М.Б. Шилин-СПб.: Изд. гимназии св. Петра «Петершуле», 2000.-20 с.

73. Лымарев, В.И. Океаническое природопользование Текст. / В.И. Лымарев.-Калининград: Изд. КГУ, 1991.-85 с.

74. Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды Текст. / Ю.А. Израэль.-М.: Гидрометеоиздат, 1984.-560 с.

75. Израэль, Ю.А. Антропогенная экология океана Текст. / Ю.А. Израэль, A.B. Цыбань.-Л.: Гидрометеоиздат, 1989.-528 с.

76. Герасимов, И.П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира Текст. / И.П. Герасимов.-М.: Наука, 1985.-247 с.

77. Матишов, Г.Г. Экологический мониторинг прибрежной зоны Баренцева и Карского морей Текст. / Г.Г. Матишов, В.В. Денисов, С.Л. Дженюк // Изв. РАН. Сер. Геогр.-1999.-№ 3.-С.69 76.

78. Матишов, Г.Г. Экологическая безопасность и мониторинг при освоении месторождений углеводородов на арктическом шелфе Текст. / Г.Г. Матишов, Б.А. Никитин, О.Я. Сочнев.-М.: Газоил Пресс, 2001.-232 с.

79. Погребов, В.Б. Экологическая уязвимость Баренцева, Белого, Балтийского, Черного и Каспийского морей к операциям по добыче и транспортировке нефти: сравнительный анализ Текст. / В.Б. Погребов, А.Ю. Пузаченко // Труды ЯАО-ОЗ.-СПб., 2003.-С.389 393.

80. Матишов, Г.Г. Методология и технология морских ОВОС Текст. / Г.Г. Матишов, В.В. Денисов, А.Н. Зуев, В.Л. Мишин // Современныеинформационные и биологические технологии в освоении ресурсов шельфовых морей -М., Наука, 2005.-С.157- 183.

81. Принципы и методы геосистемного мониторинга Текст.-М.: Наука, 1989.-168 с.

82. Зыков, Ю.Д. Мониторинг природно-технических систем // Разработка концепции мониторинга природно-технических систем. Т.1 Текст. / Ю.Д. Зыков.-М.: Изд. Ин-та Физики Земли им. О.Ю. Шмидта, 1993.-С.60 -64.

83. Старобогатов, Я.И. Мифы и реалии современной экологии. Тема 2: Экосистемный подход Текст./ Я.И. Старобогатов, В.В. Гальцова, М.Б. Шилин.-СПб.: Изд. гимназии св. Петра «Петершуле», 2002.-24 с.

84. Погребов, В.Б. Разработка системы мониторинга береговой зоны районов портостроительства Текст. / В.Б. Погребов, С.М. Чивилев, М.Б. Шилин, Н.П. Галюшина, М.А. Нитишинский // Научно-технические ведомости СПбГТУ.-1996.-№ 2.-С.115 119.

85. Руководство no методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений Текст. / Под ред. Абакумова В. АЛ., 1983.-240 с.

86. Pankow, Н. Algenflora der Ostsee. II. Plankton Text. / H. PankowJena, 1976.-132 s.

87. Tikkanen, T. Kasviplanktonopas Text. /T. Tikkanen.-Helsinki, 1986278 s.

88. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий: в 3 т. Текст.-СПб.: Изд. РАН, 1994 1997.-3 т.

89. Шилин, М. Б. Фитопланктон пролива Бьеркезунд: микро- и макроуровни исследований Текст. / М.Б. Шилин, Е. К. Ланге, О. В. Пасюкова // Материалы Итоговой Сессии Ученого Совета РГГМУ.-СПб.: Изд. РГГМУ.-2003.-С.67 69.

90. Pasyukova, О. Investigation of the phytoplankton on micro-level Text. / O.Pasyukova, M. Shilin, E. Lange // UNESCO Baltic Floating University Research Bulletin.-№ 6.-2003 .-P.25 26.

91. Ошурков, B.B. Сезонная динамика меропланктона в губе Чупа (Белое море) Текст. / В.В. Ошурков, И.В. Оксов, М.Б. Шилин, Б.Р. Смирнов //Биология моря.-1982.-№ 1.-С.З 10.

92. Максимович, Н.В. Распределение ларватона моллюсков в губе Чупа (Белое море) Текст. / Н.В. Максимович, М.Б. Шилин // Труды Зоолог. ин-та.-1991 -Т.233.-С.44 57.

93. География и мониторинг биоразнообразия Текст.-М.: Изд. НУМЦ, 2002.-417 с.

94. Дмитриев, В.В. Оценка устойчивости природных экосистем к антропогенному воздействию Текст./ В.В. Дмитриев, В.Ю. Третьяков, В.П. Кулеш //Вестн. СПбГУ. Сер. 7.- 1995.-Вып. 2 (№ 14).-С.49 57.

95. Кудерский, JI.A. Оценка ущерба рыбохозяйственным водоемам от свалки грунтовых масс (применительно к восточной части Финского залива) Текст./ JI.A. Кудерский, Г.М. Лаврентьева-СПб.: Изд. ГосНИОРХ, 199641 с.

96. Дмитриев, В.В. Экологическое нормирование состояния и антропогенных воздействий на природные экосистемы Текст./ В.В. Дмитриев // Вестн. СПбГУ. Сер. 7.-1994.-Вып. 2 (№ 14).-С.60 70.

97. Norton, B.G. Toward Unity among Environmentalists Text. / B.G. Norton // Oxford University Press-New York, 1991.-P. 125.

98. Шилин, М.Б. Типы экологического мышления береговедов и берегопользователей Текст. / М.Б. Шилин //Физическая география океана и океаническое природопользование на пороге 21 века: Сб. науч. Трудов-Калининград: Изд. КГУ, 2000.-С.35 49.

99. Shilin, M.B Beliefs regarding society and coastal zone environments Text. / M.B. Shilin, D.W Durning, N. Gajdamashko // Baltic Floating University Research Bulletin / UNESCO .-1999.-№ 3.-P.85 93.

100. Shilin, M.B. How American Ecologists Think about Coastal Zone Environments Text. / M.B. Shilin, D.W Durning, N. Gajdamashko // Values at Sea. Ethics for the Marine Environment / Athens. University of Georgia Press-2003,-P.239-259.

101. Durning, D.W. The transition from traditional to postpositivist policy analysis: a role for q-methodology Text. / D.W. Durning // Journal of Policy Analysis and Management.-Vol.18, № 3.-1999.-P.389 410.

102. Stephenson, W. Protoconcursus: The Concourse Theory of Communication Text. / W. Stephenson // Operant Subjectivity .-1986.-9.-P.37 -58, 73-96.

103. Brown, S.R. Q-Methodology Text. / S.R. Brown, D. Durning, S. Selden // Handbook of Research Methods in Public Administration-NY: By Marcel Decker, 1999.-P.599 637.

104. Большаков, В.Ф. Рациональное использование природных ресурсов на морском транспорте Текст. / В.Ф. Большаков, И.П. Решетников, В.Г. Яковенко.-М.: Транспорт, 1992.-С.77- 122.

105. Зархи, М.И. Гидротехнические сооружения гидроэлектрических станций Кольской энергетической системы и их эксплуатация Текст./ М.И. Зархи .-СПб.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, 1994.-С.138 150.

106. Бернштейн, Н.А. Кислогубская приливная электростанция Текст. / Н.А. Бернштейн // Гидротехническое строительство.-1971.-№ 2.-С.4 8.

107. Усачев, И.Н. Экологическая безопасность приливных электростанций Текст. / И.Н. Усачев, Н.Н. Марфенин // Гидротехническое строительство.-1998.-№ 12.-С.19 -24.

108. Семенов, В.Н. Виды антропогенного воздействия на морские экосистемы и некоторые способы их выявления Текст. / В.Н. Семенов-Апатиты, 1991.-240 с.

109. Марфенин, Н.Н. Влияние приливных электростанций на окружающую среду Текст. / Н.Н. Марфенин , О.И. Малютин, А.Н. Пантюлин, Н.М. Перцова, И.Н. Усачев.-М.: Изд. МГУ им. Ломоносова, 1995.-125 с.

110. Шилин, М.Б. Экологический мониторинг в бассейне Кислогубской приливной электростанции (Баренцево море) /Текст. М.Б. Шилин // Труды СПб ГТУ.-1998.-№ 475.-С.63 67.

111. Гурьянова, Е.Ф. Литораль Кольского залива. Ч. 1 Текст. / Е.Ф. Гурьянова, И.Г. Закс, П.В. Ушаков // Тр. Ленингр. Об-ва естествоиспыт.-Л.: Изд-во ГГИ, 1928.-Т. 58, вып. 2.-С.89 143.

112. Гурьянова, Е.Ф. Литораль Кольского залива. Ч. 2 Текст. / Е.Ф. Гурьянова, И.Г. Закс, П.В. Ушаков // Тр. Ленингр. Об-ва естествоиспыт.-Л.: Изд-во ГГИ, 1929-Т. 59, вып. 2.-С.47 152.

113. Порт в Лужской губе. Угольный терминал: Рабочий проект. Т. 2. Дноуглубление и образование территории. Кн. 1. Технология производства работ и оценка воздействия на окружающую среду Текст.-СПб., 1997.

114. Модернизация транспортной системы России: Федеральная целевая программа. Подпрограмма. Морской транспорт Текст.-М., 2001 -172 с.

115. Альхименко, А.И. Безопасность морских гидротехнических сооружений Текст. / А.И. Альхименко, Н.Д. Беляев, Ю.Н. Фомин.-СПб., М., Краснодар: 2003.-285 с.

116. Щукин, А.К. Краткий очерк деятельности Кургальской экспедиции СпбОЕ: 1987- 1994 Текст. /А.К. Щукин // Тр. СПб Общества естествоиспытателей. Сер. 1, т. 92.-1998.-С. 82-84.

117. Бианки, В.В. Природа Кольско-Беломорского региона Текст. / В.В. Бианки // Флора и растительность Белого и Баренцева морей: Сб. статей-Мурманск, 1996.-С.4-56.

118. Ланге, Е.К. Состояние фитопланктона по результатам сопутствующего мониторинга в 1999 2002 гг. Текст. / Е.К. Ланге, М.Б. Шилин // Природная среда побережья и акватории Финского залива (район порта Приморск).-СПб.: Изд. НЦ РАН, 2003.-С.101 - 103.

119. Шилин, М.Б. Гидробиологическая характеристика пролива Бьеркезунд: результаты сопутствующего мониторинга Текст. / М.Б. Шилин // Природная среда побережья и акватории Финского залива (район порта «Приморск»).-СПб.: Изд. НЦ РАН, 2003.-С.106 113.

120. Балтийская Транспортная Система. Технико-экономическое обоснование. Т. 2, кн. 8. Нефтяной терминал. Охрана окружающей среды Текст.-СПб.: Ленморниипроект, 1999.

121. Мокеева, Н.П. Влияние сбросов отходов на биоту моря Текст. / Н.П. Мокеева // Обзорная информация. Вып. 2 а Обнинск, Изд. ВНИИГМИ МЦЦ, 1982.-36 с.

122. Васильев, В. Раскатать губу Текст. / В. Васильев // Санкт-Петербургский Курьер-2006.- 26 января 01 февраля.-№ 4 (313).-С.2.

123. Волкова, Е.А. Комплексное картографирование природной среды побережья Финского залива (район Лужской губы) Текст. / Е.А. Волкова,

124. B.Н. Храмцов, Г.А. Исаченко, Ю.Н. Бубличенко, А.Г. Бубличенко, М.А. Макарова.-СПб.: Изд. Химико-Фармацевтической академии, 2001.-140 с.

125. Волкова, Е.А. Природная среда побережья и акватории Финского залива (район порта Приморск) Текст. / Е.А. Волкова, В.Н. Храмцов, Г.А. Исаченко .-СПб.: Изд. НЦ РАН, 2003.-127 с.

126. Тселентис, Б.С. Система мер по охране окружающей среды для портов. Управление порта и действий гавани Текст. / Б.С. Тселентис, С.Ф. Вулдридж // Судоходство.-2002 .-№ 11/12.-С.96 97.

127. Monitoring Strategies and Review of Monitoring Programmes, presented by ICES Text. .-1993.-7 p.

128. Погребов, В.Б. Интегральная оценка экологической чувствительности биоресурсов Финского залива к аварийным разливам нефти Текст. / В.Б. Погребов, Н.В. Дмитриев, O.A. Кийко, Н.В. Чернова,

129. C.П. Резвый, P.A. Сагитов, М.В. Веревкин // 6-я международная конференция и выставка «Акватерра»: Тез. докл.-СПб, 2003-С. 122 126.

130. Шилин, М.Б. Планктон. Бентос Карты-схемы. / В.Б. Погребов, Р.А. Сагитов, Н.В. Дмитриев (ред.) // Природоохранный атлас Российской части Финского залива.-СПб.: Изд. Тускарора, 2006.-60 с.

131. Шилин, М.Б. Методы оценки влияния аквакультурных хозяйств на экологическое состояние водоемов Текст. / М.Б. Шилин // Всеволод Всеволодович Тимонов. К 100-летию со дня рождения.-СПб.: Изд. РГГМУ, 2001.-С.78-83.

132. Colby, М. Environmental Management in Development Text. / M. Colby // World Bank Discussion Papers Washington, 1990.-80.^10 p.

133. Knecht, R.W. Integrated Coastal Zone Management for Developing Maritime Countries Text. / R.W. Knecht // Coastal Zone Management: Kluwer Acad. Pub. / Ed. B.U. Haq, S.M. Haq, G. Kullenberg, J.H. Stel.-Dordrecht, Boston, London, 1997 P.29 - 39.

134. Mintzberg, H. Strategy formation: Schools of thought Text. / H. Mintzberg // Perspectives on strategic management / Ed. by J.W. Fredrickson-NewYork, 1990.-P.105-236.

135. Шилин, М.Б. Этические основы устойчивого взаимодействия лесных экосистем и человеческого общества Текст. / М.Б. Шилин // Тезисы докладов второго международного симпозиума по биоэтике, посвященного памяти В.Р. Поттера.-Киев, 2002.-С.74 75.

136. Kluikov, Ye.Yu. Ecological Studies in the Eastern Gulf of Kandalaksha Text. / Ye.Yu. Kluikov, S.V. Lukyanov, M.B. Shilin, M.A. Lazareva // Baltic Floating University Research Bulletin / UNESCO.-1996.-№ 2.-P.54 56.