ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Экотоны морских побережий Дальнего Востока России (ДВР)– зона сопряжения береговых территорий и прибрежных акваторий, имеет общую протяженность более 18 тыс. км и обладает огромным природно-ресурсным потенциалом. Дальнейшее экономическое развитие определило постановку проблемы сохранения расположенных здесь уникальных природных экосистем и биоразнообразия, которые могут стать основой для этого развития.

Создание и обоснование теоретических и методических основ устойчивого природопользования в зоне экотонов морских побережий, оценка экологического состояния и разработка конкретных практических рекомендаций и схем природопользования – являются актуальными с научной точки зрения и имеют важное народнохозяйственное значение. Проблема экологических ограничений, компромисса между текущим и будущим потреблением должна стать основной при разработке планов социально-экономического развития не только для экотонов морских побережий ДВР.

Состояние разработанности научной проблемы.

Существует множество различных подходов и концепций, расширяющих и углубляющих наши представления о мире будущего и источниках глобальных угроз: «Мирное сосуществование» Д.Л. Арманда, «Гипотеза Геи» J. Lovelock, «Равновесное природопользование» П.Г. Олдака, «Большие заповедники» Ю. Одума, «Развития систем» И. Пригожина и И. Стенгерс, «Золотой миллиард» А. К. Цикунова, «Диатропический подход» Ю.В. Чайковского, «Модель Э. Гелнера», «Альтернативные цивилизации» И.В. Бестужева-Лада, «Русский инвайроментализм» О.П. Яницкого, «Автотрофность» В.П. Казначеева, «Большие ворота» A.E. Anderson, «Информационная цивилизация» A. Toffler, «Парадигма Тойнби», «Постсовременность» Б.Г.Капустина, «Глобализация» Т. Палмера и др. В них приоритетна в основном социально-экономическая направленность. Однако можно согласиться с мнением М.М. Максимовой (1998), что еще нет более конструктивной, с точки зрения практической политики, идеи, способной объединить усилия международного сообщества в решении глобальных проблем, нежели концепция устойчивого мирового развития. В ней присутствует ориентация на биотическую составляющую, которая обеспечивает сохранение биоразнообразия, охрану природы и снижение антропогенного пресса на окружающую природную среду.

Концепция устойчивого развития основывается на философско-мировоззренческих идеях К.Э. Циолковского, В.И. Вернадского, Э. Леруа и П. Тейяр-де-Шардена. Она формировалась, как реакция современной цивилизации на кризис, отдельные проявления которого отмечались Н. Бердяевым, Э. Гуссерлем, О. Шпенглером, П. Сорокиным, Э. Фроммом, Л. Беллом, Дж. Гэлбрэйтом, Г. Маркузе, С. Лемом, Я. Тинбергеном и др.

Основные положения концепции устойчивого развития впервые были сформулированы в 1987г. в докладе МКОСР (Комиссии Брунтланд). В июне 1992г. в Рио-де-Жанейро руководители более чем 100 государств и правительств подписали конвенцию о переходе стран мира на принципы устойчивого развития. Идея близости понятий устойчивого развития и становления ноосферы была поддержана многими авторами. Н.Н. Лукьянчиков (1995) вместо термина "устойчивое развитие" предложил употреблять термин "ноосферное развитие". В 1995г. П.Г. Олдак и А.В. Поздняков обосновывают необходимость ноократии - создание «высшего органа управления на планетарном уровне, наделенная правами и обладающего силами принуждения». Поставлен вопрос о том, что устойчивое развитие может быть реализовано соответственным природопользованием и управлением.

Огромную роль в обосновании смены природопользовательской парадигмы сыграли работы по глобальному моделированию Дж. Форрестера (1971), Д. Медоуза (1972, 2004), Mesarovich и E. Pestel (1974), А.О. Herrera (1974), Y.Kaya и Y. Suzuki (1974), H. Linneman (1974), P. Roberts1973), В. Леонтьева (1977), Н.Н. Моисеева (1994), С.П. Капицы (1996), J. Randers (2004) и др.

Фундаментальные основы современного устойчивого природопользования в целом, представлены в трудах основоположников и общепризнанных ученых в области биогеографии, ландшафтоведения, физико-географического районирования, экономической географии, природопользования и геоэкологии таких как: А.Д. Арманд, Э.А. Арустамов, Т.А. Акимова, П.Я. Бакланов, Р.К.Баландин, В.С. Бондаренко, Л.Г. Бондарев, И.П. Герасимов, Э. Гирусов, М.А. Глазовская, В.И.Данилов-Данильян, Э.У. Деминг, Дж. Джуран, Ю.С. Долотов, К. Исикава, А.Г. Исаченко, Б.В. Ишмуратов, В.А. Коптюг, В.М. Котляков, Б.И. Кочурова, Е.В. Краснов, А.А. Крауклис, К.С. Лосев, В.И. Лымарев, Н.Н. Марфенин, Н.Ф. Мильков, П.А. Минакир, К. Мунн, Ю. Одум, В.Б. Сочава, Н.В. Пахомова, А.В. Поздняков, В.С. Преображенский, Б.В. Преображенскоий, В.Ф. Протасов, Н.Ф. Реймерс, К.К. Рихтер, Б.И. Семкин, А.Д Урсул, А. Фейгенбаум, К.В. Халлико, В.В. Хаскин, J. Elkington, S. Сallan, A. Endres, B. Field, Kano N., C.D. Kolstad. и др.

В последние годы в создании и обеспечении устойчивого природопользования и эффективного функционирования систем управления приобретают такие отрасли знаний, как экологический менеджмент, аудит и экспертиза. Это детально рассмотрено с позиций геоэкологии и ресурсопользования в работах В.Н. Виниченко, С.Ю. Даймана, Т.В. Гусева, С.М. Говорушко, Л.Д. Десимона, А.В. Дончевой, В.К. Донченко, Б.И. Кочурова, З.Г. Мирзенхановой, В.М. Питулько Ф. Попова, В.В. Растокуева и др.

Теоретические основы процесса выбора, структуризации и построения механизма реализации целей, в рамках устойчивого природопользования, а также анализа взаимосвязи целей с потребностями и интересами в теории систем и системного анализа рассматриваются в работах В.И. Дулепова, А.Н. Киселева, А.В. Кошкарева, Э.Г. Коломыца, А.М. Короткого, Н.М. Мамедова, А.В. Мошкова, М.Т. Романова, Б.И. Семкина, и др.

Современные исследования в области экологического мониторинга, охраны природы и сохранения биоразнообразия, географии биоты и ландшафтов, анализа заповедного дела в России и за рубежом, представлены в трудах зарубежных и отечественных исследователей: А.Г. Банникова, Ю.И. Берсенева, А.В. Белова, К. Бишопа, В.И. Бочарникова, В.Д. Вайнера, Б.А.. Воронова, Е.А. Востоковой, П.Д. Гунина, В.И. Дулепова, А.В. Жирмунского, Н.М. Забелиной, Е.С. Захаркиной, А.К. Ибрагимова, Ю.А. Израэля, А.Б. Иметхенова, А.Г. Исаченко, Б.И. Кочурова, В.А. Красилова, М.Е. Кулешовой, В.Ф. Лямкина, В.С. Михеева, Ю.И. Миротворцева, Б.Б. Намзалова, Ю.А. Наумова, В.Н. Неронова, А.А. Огородниковой, Ю. Одума, Б.С. Петропавловского, А.С. Плешанова, В.С. Преображенского, Ю.Г. Пузаченко, Б.Б. Родомана, В.П. Селедца, В.Е. Соколова, Э.Н. Сохиной, Е.Е. Сыроечковского, В.С. Тикунова, А.А.Тишкова, А.В. Ткалина, В.М. Урусова, Р. Уиттекера, Н.К. Христофоровой, А.А. Чибилева, Е.А. Шварца, С. Шмидхейни, Ф.Р. Штильмарка, R.H. MacArthur, R.W. Sellars, Serageldin, M.E. Soule, B.A.Wilcox, E.O. Wilson.

Применительно к такой специфической области, как природопользование в береговой зоне ДВР, значительный вклад в разработку проблемы внесли И.С. Арзамасцев, Е.И. Арчиков, П.Я. Бакланов, П.Ф. Бровко, Р.В. Вахненко, Г.Г. Гогоберидзе, С.М. Говорушко, А.П. Жук, В.И.Лымарев, Ю.И. Мельниченко, А.В. Мошков, А.Н. Качур, Н.Л. Плинк, И.Н. Ростов, Б.В. Преображенский, А.С. Сваричевский, А.С. Щейнгауз, В.П. Шунтов, Г.И. Юрасов и др. Проблемы устойчивого развития в зоне контакта «суша-море» невозможно решить без разработки вопросов управления прибрежным природопользованием. Это методически проработано в публикациях И.С. Арзамасцева, В.С. Бон­даренко, П.Я. Бакланова, В.П. Каракина, В.В. Жарикова, Е.П. Жарикова, М.Т. Романова и др. Разработанные этими учеными концепции были использованы и развиты в диссертации.

Противоречия в теоретических положениях, относящихся к различным научным дисциплинам, нерешенность проблем концептуального, методологического и методического характера в формировании основ устойчивого природопользования в экотонах морских побережий ДВР, как и некоторая неясность в определении границ этих экотонов, обусловили выбор темы, задач, объекта и предмета исследования.

Цель и задачи исследования. Цель – разработка теоретико-методо­логических основ устойчивого природопользования в зоне экотонов морских побережий юга ДВР. Для достижения этой цели необходимо было решить ряд задач разного ранга и масштаба:

1. Проанализировать современное состояние разработанности научной проблемы и разработать методологический подход к проведению биогеографических исследований в экотонах морских побережий ДВР обоснования конкретных природопользовательских моделей.

2. Дать характеристику экотонов морских побережий юга ДВР как географической контактной структуры (уточнить их границы, особенности развития, качественные различия прибрежных экосистем и закономерности их распространения, разработать концепцию экоареалов).

3. Провести ретроспективный анализ основных этапов воздействия природопользования на экотоны морских побережий юга ДВР (на примере наиболее изученного участка – залива Петра Великого)

4. Разработать концепцию устойчивого природопользования и механизм ее реализации в экотонах морских побережий юга ДВР.

5. Рассмотреть возможности использования геоинформационных систем для составления кадастров ботанических памятников природы в зоне экотонов морских побережий залива Петра Великого и провести эколого-экономические оценки земель Владивостокской агломерации и водосбора залива Петра Великого.

6. Разработать концепцию природоохранного комплекса экотонов морских побережий на примере юга Приморского края.

7. Оценить рекреационные ресурсы с выявлением современных биогеографических проблем, связанных с рекреационным использованием экотонов морских побережий юга ДВР.

8. Рассмотреть вопросы выбора стратегии устойчивого социально-экономического развития прибрежных территорий на основе использования имитационных моделей и предложить конкретные рекомендации по принятию управленческих решений для снижения негативного воздействия антропогенеза на экосистемы в экотонах морских побережий юга ДВР.

Объект исследования – Экотоны морских побережий юга ДВР.

Предмет исследования – изучение в зоне экотонов морских побережий юга ДВР:

– особенностей и закономерностей природопользования;

– применение биогеографических принципов для обоснования устойчивого природопользования в условиях смены природопользовательской парадигмы;

– возможностей использования разработанных автором природно-центрированных моделей.

В качестве рабочей гипотезы рассматривается концепция адаптивного биоресурсного природопользования и соизмеримости с природной динамикой воздействий человека на трансформации вещества, энергии и информации в зоне перехода от континента к океану. На основе этой концепции разработаны принципы устойчивого природопользования.

В принятой ранее концепции рационального природопользования В.А. Анучина, А.Д. Арманда, Ю.К. Ефремова, В.П. Каракина, Б.В. Пояркова, С.Г. Струмилина, Т.С. Хачатурова и др. на первом месте стояло интенсивное использование природных ресурсов, на втором – создание буферных зон (рекреация и др.) и на третьем – предполагалось рассматривать охрану природы. Логика рассуждений заключалась в том, что интенсивное природопользование должно являться источником финансирования природоохранных мероприятий. Эта схема хорошо встраивалась в социалистическую плановую систему, но приводила зачастую к негативным результатам из-за нежелания промышленников соблюдать природоохранные и природовосстановительные правила и нормы. Экономическая целесообразность часто превалировала и в результате экологические проблемы региона усугублялись.

Нами предлагается на первое место поставить природоохранный комплекс с целью сохранения и восстановления биоразнообразия, представляющих первостепенный экологический интерес (генофонд и охрана ресурсов от браконьерства), как основы устойчивого благополучия на века, затем создание буферных зон (для отделения природоохранных систем от интенсивного природопользования с целью снижения антропогенного пресса) и ресурсное природопользование. В связи с новой концепцией устойчивого природопользования будут востребованы высоконаучные экофильные и информационные технологии для учета и сохранения биоразнообразия и биоресурсов. Следовательно, экологические и биогеографические знания окажутся востребованными и природопользователями, т.е. тем, кому они раньше лишь мешали осваивать природные ресурсы.

Теоретико-методологическая основаисследования определяется принципами:

– системности и устойчивости природопользования, устойчивости экономического развития и обеспечения экологической безопасности;

– соизмеримости масштаба и характера антропогенных воздействий на побережье с природными изменениями.

В прикладных исследованиях использовались методы: сравнительно-географический, картографический, исторический и оценочно-прог­нозный, районирования и классификаций, сопряжённого анализа компонентов природной среды, географического прогноза, математического моделирования и статистического анализа.

Научная новизна.

1. Определен генетический и экологический смысл экотона зоны контакта суша-море. Для видов растений приморских местообитаний составлены экологические шкалы, учитывающие специфические особенности морских побережий и предложена система соподчинения экологических факторов.

2. Разработан новый методологический подход, в основе которого лежит концепция сохранения биоразнообразия как залог устойчивого природопользования с сохранением возможностей для будущих поколений. Этот подход позволяет определять выбор конкретных моделей природопользования.

3. Разработаны теоретико-методологические основы адаптивного биоресурсного природопользования и охраны природы в экотонах морских побережий юга ДВР

4. С позиций авторской концепции адаптированного биоресурсного природопользования: – проанализировано предшествующее и современное состояние природно-хозяйственных систем в экотонах морских побережий юга ДВР;

– оценен природно-ресурсный потенциал;

– определены как важнейшие для экономики перспективы биоресурсного природопользования;

– разработана концепция природоохранного комплекса.

5. Показаны возможности реализации алгоритмов схемо-целевого подхода с использованием теоретико-графовых методов для составления кадастров ботанических памятников природы в зоне экотонов морских побережий юга ДВР.

6. Проанализированы биогеографические аспекты взаимодействия агропромышленного и лесного комплексов в условиях непосредственного контакта с морскими экосистемами (на примере залива Петра Великого).

7. Составлена матрица проблем природопользования для выявления (на региональном уровне) очагов возникновения природоохранных проблем в системе «общество-хозяйство-природа»;

8. Оценены рекреационные ресурсы с выявлением современных биогеографических проблем, связанных с рекреационным использованием экотонов морских побережий юга ДВР.

9. Апробирована имитационная модель выбора оптимальной стратегии социально-экономического развития в экотоне дифференцированного океанического влияния при различных природно-хозяйст­венных ситуациях.

10. Предложено использование метода географических аналогов и эколого-исторического анализа флор для решения вопросов ландшафтного дизайна в зоне экотонов морских побережий юга ДВР.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

– обоснованным использованием классических методов физической географии, биогеографии, экономики природопользования, экологического мониторинга, математической статистики и современных достижений вычислительной техники;

– полнотой используемого фактического материала – данных: стационарных постов Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды на побережье юга ДВР; экспедиционных измерений гидро- и литодинамических параметров; проб на гидрохимические, диатомовые и дендрологические анализов; съемок – ландшафтных, биогеографических и сонарных; расчетных концентраций примесей, полученные на основании реальных обследований состава и интенсивности загрязнений в различных пунктах побережья ДВР; специальных мониторинговых исследований по динамике экосистем и лесоустройств разных лет);

– использованием в качестве информационного обеспечения расчетов компьютерной программы «CoMPAS» и пакета информационных методов Statgrafks 5.1 и Statistika 6.0;

– применением к процессу поиска стратегии метода управления качеством – ISO 14000 .

Практическое значение. Под руководством автора и им лично разрабатывались в период с 1975 по 2010 гг. многочисленные проекты и программы по проведению комплексных экологических исследований и оценке экологического состояния в береговой зоне юга ДВР по заданиию Минэкологии, Минприроды и департамента по природным ресурсам при администрации Приморского края: «Экологическая безопасность берегов Дальнего Востока России» (1995–96 гг.), «Разработка нормативных документов по экологической паспортизации берегов Японского моря на примере б. Трехозерная» (1998г.) и др.

Рекомендации и разработки, предложенные автором, были применены при составлении проектной документации по: строительству порта в районе м. Левашова (Камчатский край), прокладкенефте- и газопроводов в районе пролива Невельского (м. Погиби – Сахалинская обл.), защите от: размыва пос. Морской и г. Охотск; заносимости обломочным материалом морского порта Лазарев (Хабаровский край). Разработанные автором экологические маршруты и программы развития экотуризма были реализованы в Приморском крае. Автор принимал участие в эколого-географических экспертизах прибрежных проектов, среди которых: «Утилизация и захоронение жидких радиоактивных отходов на заводе «Звезда», проект строительства «Дальинпорта», проект «Строительство второй очереди Петровского водохранилища» и многие др.

В работе решены следующие практические вопросы устойчивого природопользования в экотонах морских побережий юга ДВР:

– разработан новый методологический подход, который позволяет определять выбор конкретных моделей природопользования.

–проведены ретроспективные оценки исторических этапов освоения района (для повышения качества средне- и долгосрочных прогнозов);

– предложена система методик кадастровых оценок (эколого-экономических и ботанических), применимая в различных природно-климатических зонах;

– предложены мероприятия по снижению негативного воздействия антропогенеза на прибрежные экосистемы на основе социально-эко­номических и экологических прогнозных моделей, позволяющих смоделировать последствия инвестиций в добывающую и перерабатывающую отрасли экономики, рекреационно-туристический комплекс, а также природоохранные мероприятия;

– выявлены (на региональном уровне) ряд очагов возникновения природоохранных проблем в системе «общество-хозяйство-природа» анализируемые нами с помощью матрицы проблем природопользования;

– определена стратегия и тактика природоохранной деятельности в разных биогеографических зонах экотонов морских побережий юга ДВР (для каждого административного района Южного Приморья выявлены приоритеты охраны природы и система целей социально-эконо­мического развития);

– разработаны биогеографические схемы интродукции видов зеленых насаждений на юге Приморского края для реализации органами местного самоуправления;

– на основе материалов проведённых исследований разработан курс лекций для студентов ДВГУ, ВГУЭС, ТГЭУ и ДВФ СПбУиЭ и слушателей обучающих семинаров в сфере биогеографии, рационального природопользования, экологической экспертизы и принятия управленческих решений.

Внедрение результатов. Все исследования выполнялись в соответствии с планами научно-исследовательских работ: Лаборатории прикладной географии и экологической экспертизы НИС ДВГУ, кафедры геоморфологии ДВГУ, кафедры экологии ВГУЭС, кафедры экологии и природопользования ТГЭУ и кафедры государственного муниципального управления ДВФ СПбУиЭ.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы внедрены при реализации природопользовательских решений на побережьях: Сахалинской обл., Хабаровского, Камчатского и Приморского краев и использованы муниципальными и природоохранными службами администраций Приморского, Камчатского и Хабаровского краев, городов Владивостока, Охотска, Фокино, Находка, пос. Усть-Большерецк. Результатами исследований стали рекомендации по определению допустимых объемов изъятия строительных материалов (в районе бухт: Трехозерная, Окуневая, Нарва, Руднева, и др.), углублению дна (для зимовальной ямы – в приустьевых участках р. Литовка), защите морского порта Лазарев от заносимости, защите нефтепровода в районе м. Погиби (Сахалинская обл.) и м. Лазарев (Хабаровский край).

Материалы научных исследований используются в лекциях по дисциплинам: «Биогеография», «Экология», «БЖД», «Природопользование», «Экологическое проектирование и экспертиза», «Системная экология», «Социальная экология», «ГИС», «Региональное природопользование», «Разработка управленческих решений», «Оценка воздействия на окружающую среду» и при руководстве курсовыми, дипломными проектами и кандидатскими диссертациями.

Личный вклад автора. Автором выдвинута идея дифференцирования океанического влияния на растительность и распределение урочищ с наивысшим биологическим разнообразием с установлением маркеров низкой континентальности климата. Под идею разработана программа, обоснованы цели и задачи. Установлена значимость для макроэволюции, по крайней мере, сосудистых растений зоны заплеска в ее динамике. Низкой континентальностью климата определяются наличие экстразон с наиболее теплолюбивыми видами дубравного ряда. Личный вклад определен на уровне 70%.

По предложению автора определены возможности интродукции древесных растений в зоне экотонов морских побережий юга ДВР исходя из конкретных мезо- и микроклиматов. Метод климатических аналогов подбора перспективных инорайонных форм для большой территории заменен подбором аналогий для различных микрорайонов. Вклад автора в районирование интродуцентов изучаемого региона – не менее 50%.

При разработке системы особо охраняемых природных территорий использованы: материалы лесоустройства; данные лаборатории биогеографии и экологии ТИГ ДВО РАН; опубликованные схемы и перечни заповедников, заказников и памятников природы; собственный анализ значения этих территориальных отдельностей для сбережения генофонда макрорайона; собственный проект эколого-географического каркаса. Вклад автора определен на уровне 50%.

Разработанные принципы адаптивного биоресурсного природопользования и природно-центрированные модели для зоны экотонов морских побережий юга ДВР основаны на личных наработках. Опубликованный другими авторами материал привлечен только для сравнения полученных результатов. Вклад автора – не менее 80%.

Материалы и расчеты продукции биоресурсов взяты из совместной работы с В.И. Дулеповым и О.А. Лесковой (2004). Расчеты проведены в лаборатории экологических систем института проблем морских технологий ДВО РАН.

В результате проведённых биогеографических исследований получены и обобщены материалы по ландшафтным особенностям экотонов морских побережий юга ДВР, а также данные аналитических исследований компонентов природной среды (почв, растительности, вдольберегового потока наносов, донных отложений, поверхностных и подземных - вод) по определению загрязнений, химического состава и бактериологического состояния. Материалы и данные (биогеографические, экологические, ландшафтные, литодинамические, гидрологические, геохимические, социологические и др.) для диссертационной работы были собраны и обработаны автором или при его участии.

Автор лично выбрал и теоретически обосновал тематику исследований, проанализировал, систематизировал и обобщил результаты многочисленных полевых работ и экспертных оценок. В диссертации представлено обобщение выполненных автором в 1975–2010 гг. исследований в области создания научно-методических основ устойчивого природопользования в зоне контакта «суша-море».

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 504 страницах машинописного текста, включая список литературы и приложения, содержит 33 таблицы, 91 рисунок. Список литературы включает 515 источников, в т.ч. 37 иностранных издания и ссылки на Интернет-ресурсы. В приложении приведены различные карты, таблицы и данные почвенных разрезов на которые имеются ссылки в работе.

Положения, выносимые на защиту:

В экотонах морских побережьях юга ДВР:

1. Смена природопользовательской парадигмы на возобновляемые ресурсы, которые в условиях устойчивого развития становятся приоритетными, обеспечит адаптивное биоресурсное природопользование.

2. Использование природно-центрированной модели природопользования: сохранение биоразнообразия (природоохранный комплекс) – рекреация (как буферная зона вокруг природоохранного комплекса) – интенсивное природопользование (ресурсное и отраслевое) - значительно улучшит охрану природы и сохранение биоразнообразия.

3. Достоверность принятия научно обоснованных, экологически ориентированных управленческих решений по устойчивому природопользованию повышает биоинформационный анализ, основанный на:

-применении ретроспективных и кадастровых оценок;

- методах климатических аналогов и эколого-исторического анализа флор;

- использовании имитационных моделей выбора оптимальной стратегии социально-экономического развития.

Апробация результатов исследования и публикации. Материалы диссертации докладывались на следующих научных конференциях и семинарах:

– международных: «Проблемы экологии и регионального природопользования стран АТР». Владивосток. 1999; The 13 Scientific Symposium Between China-Russia. China/Shenyang, 2000; «Рельеф и природопользование предгорных и низкогорных территорий». Барнаул. 2005; Международные научные чтения «Приморские зори – 2005–2007»: «Экология, защита в чрезвычайных ситуациях, охрана, безопасность и медицина труда, гигиена питания, образование». Владивосток, 2005; «Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования ДВР и стран АТР». Владивосток, 2006; «Экология, защита в чрезвычайных ситуациях, охрана, безопасность и медицина труда, гигиена питания, образование». Владивосток, 2007; II, III и IV Международные экологические форумы «Природа без границ». Владивосток, 2007, 2008 и 2009; Proceedings from International conference: Ecology and diversity of forest ecosystems in the Asiatic part of Russia. Kostelec nad Cernymi lesy, Czech Republic, 2009, «Риски и инновации в управлении стран АТР», Владивосток, 2010.

– всероссийских: «Шельфы (проблемы природопользования и охраны окружающей среды)». Владивосток, 1982; «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Севера». Владивосток, 1982; «Картографическое обеспечение региональных народнохозяйственных программ». Иркутск, 1983; «Географические проблемы освоения восточных районов СССР». Иркутск, 1984; «Вопросы гидрометеорологии и контроля природной среды Сибири, ДВР и Тихого океана». Владивосток, 1985; «Проблема защиты моря и береговой полосы от загрязнения». Владивосток, 1985; «Методы картографического мониторинга природных объектов». Владивосток, 1985; «Проблемы экологии и рационального природопользования ДВР». Владивосток, 2000; «Научный потенциал вузов – на развитие производственных сил Приморского края». Владивосток, 2001; «Вклад науки и высшего образования в устойчивое развитие ДВР». Владивосток, 2002; «Интеллектуальный потенциал вузов – на развитие ДВР». Артем, 2003; «Интеллектуальный потенциал вузов – на развитие ДВР». Владивосток, 2003; «Проблемы и перспективы развития науки АТР». Находка, 2004; «Проблемы и перспективы развития АТР». Находка, 2005; «Проблемы и пути развития местного самоуправления и предпринимательства». Владивосток, 2005; «Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования ДВР и стран АТР». Владивосток, 2006; «Всероссийская конференция по экологическому образованию». Москва, 2009.

Материалы по изучению экологического состояния береговой зоны залива Петра Великого использовались при разработке концепции экологической безопасности берегов дальневосточных морей РФ, положены в основу многочисленных эколого-географических экспертиз по заказу Приморского отделения Госкомприроды РФ.

Автором по теме диссертации опубликованы 76 работ, в т.ч. 4 монографии (из них 3 авторских), 12 учебных пособий, 18 статей из списка журналов рекомендованных ВАК для докторских диссертаций. Все исследования выполнялись в рамках НИР ДВГУ, ВГУЭС, ТГЭУ, СПбАУиЭ, Минэкологии РФ и по личной инициативе автора.

Автор признателен за советы и рекомендации научному консультанту д-ру биол. наук В.М. Урусову, академику РАН, директору ТИГ ДВО РАН, д-ру геогр. наук, проф. П.Я. Бакланову, директору ИИиА ДВО РАН, д-ру ист. наук, проф. В.Л. Ларину, д-ру геогр. наук, проф. А.Н. Махинову, д-ру геогр. наук, проф. З.Г. Мирзехановой, д-ру биол. наук, проф. Н.К. Христофоровой, д-ру геогр. наук, проф. А.М. Короткому, д-ру биол. наук, проф. В.И. Дулепову, д-ру биол. наук, проф. Б.И. Семкину, д-ру биол. наук В.П. Селедцу, д-ру биол. наук, проф. Б.Ф. Пшеничникову, д-ру биол. наук Н.С. Пробатовой, д-ру геогр. наук Ю.А. Наумову, д-ру биол. наук С.В. Осипову, д-ру геогр. наук, проф. А.С. Федоровскому, канд. геогр. наук, проф. Ю.Б. Зонову и канд. биол. наук В.И. Преловскому.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, указаны цель, задачи, предмет и объект исследования, изложены научная новизна и практическая ценность работы, определен личный вклад автора, приведены основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ опубликованных материалов (включая текущую литературу, фондовые материалы и ресурсы Internet) показывает, что, несмотря на имеющиеся недостатки, концепция устойчивого развития является самой обсуждаемой, востребованной и, самое главное, уже претворяется в жизнь в ряде политических решений и нормативно-правовых актах. Механизм реализации устойчивого развития, по нашему мнению – адаптивное биоресурсное природопользование (основывающемся на возобновляемых ресурсах, сохранении биоразнообразия и использовании предлагаемых нами природно-центрированных моделей) и высоконаучные и информационные технологии.

Район авторских исследований включал участки экотонов морских побережий юга ДВР (рисунок 1): от устья реки Амур на севере до залива Посьета на юге. В районах исследования проводились: балансовые оценки обломочного материала вдольберегового потока наносов, литодинамические исследования пляжа и подводного берегового склона; наблюдения за параметрами окружающей природной среды (температура воздуха и воды, скорости течения, высота приливо-отливных колебаний и др.). Помимо этого: составлялись геолого-геоморфологические профили; отбирались пробы на гидрохимические, диатомовые и дендрологические анализы; велись ландшафтные, биогеографические и сонарные съемки (с использованием гидролокатора бокового обзора).

В целях обеспечения полноты информации в блок собираемых материалов были включены данные различных организаций: ДальморНИИПроект (г. Владивосток), ВНИИПроект (г. Ленинград), ТИГ ДВО РАН, Лаборатории экологической экспертизы НИС и ПЛШ ДВГУ, лесхозов Приморского и Хабаровского краев, ИГ СО РАН, участков МГНП (Оха, Лазарев, Погиби), Тихоокеанской спецморинспекции, ГоскомПрироды и др. При этом учитывалось, что проводимые в этих организациях исследования часто носили узкоотраслевой характер (в зависимости от изучения конкретного природного ресурса), а используемые методики имели существенные недостатки, поскольку ориентировались на экономические, национальные (а не международные) и узкопрофессиональные приоритеты.

Рисунок 1 – Карта-схема сбора фактического материала (в рамке

справа – залив Петра Великого): А – Районы стационарных

исследований (наблюдения велись более 2-х сезонов);

В – полустационары (2 сезона): Б – полевых исследований (1 сезон)

Географические пункты: 1 – Чумикан, 2 – Николаевск-на-Амуре, 3 – Лазарев, 4 Советская Гавань, 5 – Ванино, 6 – Рудная Пристань, 7 – Находка, 8 – Владивосток, 9 – Славянка, 10 – Оха, 11 – Погиби, 12 – Томари, 13 – Холмск, 14 – Аян, 15 – Стародубское, 16 – Анива, 17 –Южно-Курильск.

На примере исследования экотонов морских побережий залива Петра Великого (как наиболее изученного участка среди побережий ДВР, в котором отмечены самые значительные показатели загрязнителей, темпов хозяйственного освоения, концентрации населения и промышленных объектов и имеющего важное геополитическое значение) был разработан биоинформационный анализ.. Он включает в себя широкий спектр различных методов: биологических, географических, экономических и информационных и базируется на экосистемном анализе, различных оценках (ретроспективных, кадастровых, эколого-экономических и др.) и информационных технологиях (в т.ч. и имитационных моделях). Экосистемный анализ - это исследование структуры и функциональных особенностей экологических систем с целью установления экологических закономерностей и возможности прогнозирования их развития, а также динамики изменения основных компонентов экосистем. Мерами структуры и функций экосистем является число видов, число трофических уровней, численность и биомасса видов, скорости создания первичной и вторичной продукции, потоки энергии и круговорот питательных веществ и т.п. Они отражают экологические взаимодействия между популяциями, а также между особями и окружающей их физической средой (Дулепов, Лескова, Майоров, 2004,2010).

По результатам биоинформационного анализа была апробирована имитационная модель природопользования, отражающая взаимодействие природопользования и экологического состояния. В основе нашего подхода лежит синтез социально-экономического и экологического взглядов, а также принципа сбалансированности и соизмеримости воздействий человека на трансформации вещества, энергии и информации в зоне перехода от континента к океану с природной динамикой. Этот подход помогает в определении тенденций в изменении экотонов под действием природных и антропогенных процессов, прогнозировании сценариев развития экологической ситуации и выбору мероприятий по реабилитации участков побережий юга ДВР.

Применяемый нами биоинформационный анализ дает возможную схему такой организации, в которой экспериментирование является составной частью процесса моделирования системы, так что сложность и изменчивость сохраняются в той форме, в которой они поддаются анализу. При разработке его мы исходили из того, что любая биологическая система существует лишь при непрерывном обмене веществ с окружающей средой. Разрушение и убыль возмещаются воспроизводством массы характерного для данной экосистемы видового состава.

В качестве специфического научного подхода можно рассматривать и балансовые оценки вещества, энергии и информации в береговой зоне с использованием кадастровых оценок для определения кризисных зон и прогнозирования экологической ситуации. Нами (Семкин, Майоров, Горшков, 2009) по данным В.П. Селедеца (2005) были проведены разработки по составлению компактной записи списков видов всех встреченных ассоциаций береговых сообществ и предложены методы сравнительного анализа списков видов растений для мониторинга за состоянием растительного покрова. Это позволило решить проблему составления ботанических кадастров в экотонах морских побережий с помощью современных адекватно математически обоснованных методов сравнительного анализа, которые наглядно показали возможности реализации алгоритмов схемно-целевого подхода с использованием теоретико-графовых методов.

Для разработки управленческих решений в работе использовался метод моделирования, в частности имитационные модели с воспроизведением динамических свойств исследуемой системы с использованием численных методов и ЭВМ.

Для видов растений приморских местообитаний составлены с использованием шкалы Л.Г. Раменского (1971) совместно с В.П. Селедцом и М.В. Сырицей (2008,2009) экологические шкалы, учитывающие спе-специфические особенности морских побережий и предложена система соподчинения экологических факторов.

Анализ факторов, влияющих на развитие морских экотонов морских побережий залива Петра Великого был проведен на основе данных: П.Ф. Бровко (1997, 2000, 2003), Л.А. Гайко (2005), Ю.К. Ивашинникова (1996, 2007), А.М. Короткого (1983, 1991, 1996, 1997, 1998), Б.Ф. Пшеничникова (2002, 2007), В.М. Урусова (1998, 2000, 2003, 2005, 2008), Л.П. Якунина (1997) и др.

Особое место в методике исследований занимают ретроспективные оценки исторических этапов освоения района, которые необходимы для повышения качества средне- и долгосрочных прогнозов и выбора оптимальных схем природопользования. Методика ретроспективной оценки динамики растительности водосбора залива Петра Великого апробирована нами (Майоров, Урусов, Чипизубова, 2005, Майоров, 2008, 2009) и включает общие схемы деградации и восстановления субклимаксовых, чернопихтово- и хвойно-широколиственных лесов южной подзоны смешанных лианово-грабовых кедровников и их дериватов, по Б.П. Колесникову (1955, 1969): по контурам восстановленных субклимаксовых и вторичных лесов на схемах и географических профилях А.Ф. Будищева (1883 и др.) и Н.М. Пржевальского (1870) и по фактическому распределению субклимаксовых формаций и деревьев-долгожителей. Проверка произведена путем наложения на ретроспективные размещения лесных формаций схемы палеолитических, неолитических, «Янковских», «Кроуновских» и средневековых поселений (Майоров, Урусов, Петропавловский, 2008).

На региональном уровне выявляется ряд очагов возникновения природоохранных проблем в системе «общество-хозяйство-природа» анализируемые нами (Майоров, Селедец, 2006) с помощью матрицы проблем природопользования. Острота природоохранных проблем оценивается нами по пятибалльной шкале, по аналогу дифференциации эколого-географической ситуации по степени напряженности (Кочуров и др.,1990): 5 баллов – острокритическая, 4 – критическая, 3 – среднекритическая, 2 – удовлетворительная, 1 – приемлемое состояние.

Экологическая оценка осуществлялась с помощью комплекса критериев, включающих: нормативы ПДК для воздуха, поверхностных и морских вод; биологические критерии и методы биоиндикации (Христофорова и др., 1993; Наумов, Найденко, 1997); ландшафтные(Преображенский и др., 2000), эколого-экономические интегральные показатели, основанные на взаимосвязи экологических и экономических факторов (Огородникова, 2001), с учетом хозяйственной ценности агропромышленного, лесного, берегового, островного и селительно-транс­портного комплексов, экологического состояния земель, стоимости восстановительных мероприятий на землях гослесфонда (Майоров и др., 2009). Методы оценки состояния природных и природно-хозяйственных систем, а также прогноз развития экологической ситуации при осуществлении комплексных программ экологических действий в особоохраняемых территориях основывались на социально-экологическом подходе. Его применение к природоохранной системе и к территории в целом позволило дифференцировать стратегии и тактики природоохранной деятельности в разных экологических зонах экотонов морских побережий юга ДВР.

Рекреационные нагрузки определялись по методике разработанной В.И. Преловским и описанной нами в учебно-методических работах (Урусов, Майоров, 2004, 2010). Для оперативной, или экспрессной, предпроектной оценки лесных прибрежных территорий был использован глазомерный метод определения стадий рекреационной дигрессии (Добрынин, Преловский, 1992).

Верность выбора оптимального решения при природопользовании в экотонах морских побережий юга ДВР основывалась на социально-экономических и экологических прогнозных моделях, способных обеспечить нормальные условия для социума, не препятствуя развитию экономики и снижая степень антропогенное давление на окружающую среду. В качестве информационного обеспечения расчетов была использована компьютерная программа «CoMPAS». В целом к процессу поиска стратегии применен метод управления качеством – ISO14000.

Полученные результаты приведены в безразмерном (относительном) виде. Алгоритм прогнозирования эколого-экономической ситуации основывается на экодиагностике (Кочуров, 1997) и эколого-географической экспертизе территорий и акваторий макрорегиона (Мирзенханова, 2000; Говорушко, 2003; Донченко и др., 2004; Дончева, 2005; Дьяконов, Дончева, 2005).

ГЛАВА 2. ЭКОТОНЫ МОРСКИХ ПОБЕРЕЖИЙ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ

Концепция экотонов озвучена в трудах Ю. Одума (1975), Н.Ф. Реймерса (1991). Ю.Э. Ягомяги и Ю.Э. Мандер (1982) выделили микро-, мезо и макроэкотоны, а Ф.Н. Мильков (1981) выделил еще более высокий уровень «экотонизации» – мегаэкотоны (глобальные переходные зоны от континента к океану), или парадинамические ландшафтные мегасистемы. В частности в пределах РФ им выделены: Атлантико-Евра­зийская и Дальневосточно-Тихоокеанская, которые, согласно В.Е. Хаину (1973) приурочены к пассивному атлантическому и активному тихоокеанскому тектоническим типам окраин материков. Огромный вклад в развитие концепции экотонов внесли работы Э.Г. Коломыца (1987, 1994, 1998).

Экотоны рассматриваются в работе на уровне геоэкосистем – биота представлена в виде совокупности взаимодействующих сообществ, организация которых определяется факторами среды (влажностью воздуха, соленостью, ветровым режимом, затененностью и др.). Подобный подход был заложен рядом исследователей – на уровнях глобальном, региональном и местном (Сочава, 1963, 1985 и др.), на географическом – макро-, мезо- и микро (Коломыц, 1987 и др.) и в работе ряда геоморфологов и географов (Гвоздецкий, 1963, 1970 и др.; Мильков, 1986 и др.; Скрыльник, 1976, 1995, 2004 и др.).

Для биогеографического анализа была использована классификационная система географических элементов Н.С. Глубоковой (1983). При анализе биогеографического распространения прибрежных экосистем использовались данные В.М. Урусова (1998 и др.), А.М. Короткого (1995 и др.), А.Н. Киселева (1999 и др.), О.А. Смирновой (2003 и др.), М.Н. Чипизубовой (2005 и др.) и др.

Определено, что изменения в биогеографическом распространении прибрежных экосистем подчиняются законам смены широтной зональности на субмеридиональную и секторальную. Первое проявляется в смещении прибрежных северных ландшафтов в направлении на юг (тундра по побережью смещена на юг значительно дальше, чем в континентальных районах – по Лазовский район Приморья, а на юге Сахалинской области это же отмечается для душекиевых и каменноберезовых зарослей, а также каменноберезово-хвойных лесов). Второе – в продвижении по направлению снижения коэффициента континентальности от моря по устьям рек и далее по речным долинам. На островах отмечены рефугиумы – остатки древней флоры именно там, где фактор низкой континентальности совпадает с повышенным весь плейстоцен активным теплом (Урусов, 1996), суммами активных температур более 14000С, а лесотундровые сообщества поддерживаются выносом холодных океанических туманов, падением активных температур ниже 6000С (Урусов, Чипизубова, 2000). Всего на побережье залива Петра Великого было выделено 4 геоэлементов флоры: бореальный, неморальный, субокеанический, мультизональный.

Ареалогический анализ, проведенный на основе данных Н.С. Пробатовой (1999 и др.), В.П. Селедца (2000 и др.) показал, что среди пионерных видов на побережье залива Петра Великого преобладают виды с мультирегиональными ареалами (примерно 3/4 объема флороценотипа), злаковые и луговые сообщества и отчасти гмелинополынники и разнотравно-кустарничково-кустарниковые группировки, преимущественно супралиторального и степного (до 30%), дубравного (28%), таежного (19%) генезиса. Есть здесь и арктомонтанные элементы (до 17%). Анализ экоарелов экотонов морских побережий ДВР позволяет выявить перспективные участки промышленных заготовок особо ценных лекарственных растений (рисунок 2). При хозяйственном использовании приморских территорий необходимо учитывать, что фитоценотические связи видов морских побережий очень слабы, поэтому объектами охра охраны должны быть не отдельные популяции, а растительные сообщества.

Рисунок 2 – Ареалы (А) и ресурсы (Б) – районы возможных

промышленных заготовок особо ценных лекарственных растений ДВР

(Майоров, Урусов, 2008): 1 – красника, 2 – тис карликовый,

3 – леспедеца двухцветная, 4 – кирказон маньчжурский, 5 – патриния

скабиозолистная, 6 – сабельник болотный

Экотоны морских побережий юга ДВР имеют границы (рисунок 3) на суше: макроуровень [по суммарному влиянию на климат, ограниченному коэффициентом континентальности 3–-3,5 (Скрылькин, Скрыльник, 1976), разделяющим прибрежно-морские и континентальные мезоклиматы] – береговая полоса шириной до 100км и даже более, где сосредоточены основные рефугиумы требующих охраны видов и экосистем дубравного ряда (Майоров, Урусов, Варченко, 2009); мезоуровень – по рубеж проникновения морских туманов (до 2км, где интенсивны хлоридно-натриевые осадки – мутагены) и активного влияния моря на сельскохозяйственные культуры (до 20км от моря) и микроуровень – до ветро-волнового заплеска (т.е. в пределах современной супралиторали).

Имитационная программа CoMPAS (Coastal Management Practices to Achieve Sustainability) созданная при поддержке программ Европейского союза: ТАСИС «IBPP-поддержка гражданского общества и местных инициатив» иLeonardo da Vinci (Голландское агентство) является свободно распространяемой программой программой. местных инициатив» иLeonardo da Vinci (Голландское агентство) является свободно распространяемой программой.

Система стандартов ISO 14000. [Электронный ресурс] – Экологический институт Академии диалектико-системных исследований и разработок. – Режим доступа: http://www.iso14000.ru/sis_stan.html

Рисунок 3 – Океаничность климата и ареалы лесообразователей,

тяготеющих к ней (Майоров, Урусов, Варченко, 2009): Границы

и рубежи: 1 – России, 2 – океанического влияния в ледниковое время,

3 –коэффициента континентальности климата, равного 3 или меньше

(Скрыльник, Скрыльник, 1976). Ареалы и изоляты: 4 – Pinus densiflora, 5 – Abies holophylla, 6 – Taxus cuspidata, 7 – Quercus dentata

Границы на море: макроуровень – до границы подводной окраины материка – 200м глубины (Shepard F., 1973), мезоуровень – до границ сублиторали – 20м глубины (Преображенский, 2001) и микроуровень – до глубин не более ? длины волны (в случаях, когда необходимо производить эколого-экономическую оценку прибрежных акваторий для передачи в аренду небольших бухт можно ограничивать прибрежные акватории по входным мысам).

ГЛАВА 3. РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ

ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НА БЕРЕГОВЫЕ

ЭКОСИСТЕМЫ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Ретроспективный анализ основных этапов воздействия природопользования на береговые экосистемы с учетом эколого-эконо­мического состояния побережья был проведен для ключевого участка – залива Петра Великого. При этом использовались материалы институтов ИИиА и ТИГ ДВО РАН, а также ТИНРО, ДВГУ, ВГУЭС, ДВТГУ и ТГЭУ, а также данные первой лесной инвентаризации 1859г. и Экологического паспорта Приморского края, 2006г. Ретроспективные оценки исторических этапов освоения района необходимы для повышения качества средне- и долгосрочных прогнозов и выбора оптимальных схем природопользования. Прогноз развития побережья должен включать не менее трех разно дифференцированных этапов становления и трансформации береговых экосистем. Основой предлагаемой периодизации является идея дифференциации исторического процесса освоения и воздействия на экосистемы юга ДВР и, которая включает четыре этапа:

1) Этап формирования природно-ресурсного потенциала – эпохи: палеолит и переходный период к неолиту (Окладников и др., 1968; Раков, 1995, 1998 и др.; (Российский Дальний Восток…, 2005); неолит и палеометалл (Российский Дальний Восток…, 2005; Раков, 1995; Раков и др., 1996; Кузьмин, 2005); предгосударственных образований (Окладников, 1995; и др.).

2) Этап средневековых государственных образований. Это период условно минимального, временами с увеличением до эпизодически значительного, воздействия человека на природные комплексы, весьма неоднородного внутри себя. По данным исторических и этнографических источников в средневековье здесь располагались несколько государств. В числе первых – княжество Чжэнь (Бохай), которое характеризует ваный этап в экономической деятельности – это качественное преобра- зование сельского хозяйства, окончательное разрушение лесов главных речных долин юга Приморья, урбанизированный процесс с развитием ремесел и торговли.

3) Российско-советский этап (до 1992г) стихийного усиления воздействия человека на природные комплексы и с 1949г период локальных ценозовосстановительных программ и учреждения заповедников, в целом же дестабилизирующий береговые ландшафты и нарушающий гомеостаз природных комплексов.

4) Современный этап (после 1992г) развития экологического кризиса – период интенсивного антропогенного воздействия на природные комплексы, превышающего устойчивость геосистем, разрушающего основы благополучия будущих поколений. Уже к 2000г. 63% естественных экосистем суши разрушены, а к 2005г. в водосборе залива Петра Великого осталось не более 25% коренных лесов. Однако и они, согласно нашим данным (Майоров, 2005; Майоров, Урусов, 2008), частично переструктурированы за счёт снижения доли ценных лесообразователей в древостое и подросте. Средние запасы древесины лесных экосистем снизились до 120 м3/га, биомассы до 60–80 т/га, текущие приросты древесины до 1 м3/га при потере 2–4 м3/га древесины в год, но в некоторых лесничествах зафиксирован отрицательный прирост древесины. Лесопользование стало истощительным, впрочем, как и использование биоресурсов