Наблюдение как основа метода сравнений

Основой сравнения является метод наблюдения. Он дает исследователю первичную информацию об объекте. Наблюдение – систематическое целенаправленное восприятие либо отдельных сторон объекта исследования, либо объекта в целом.

Наблюдением может быть непосредственным и опосредственным. Примерами непосредственного наблюдения являются отраслевые (метеорологические, гидрологические, океанографические, геофизические и др.) и комплексные (наблюдения за состоянием природы в биосферных заповедниках, наблюдения на физико-географических стационарах). К опосредственным наблюдениям относятся: аэро– космофотосъемка, сравнение разновременных карт, сравнение карт с материалами аэро- космофотосъемки.

К основным особенностям метода наблюдения относят следующие.

1. Система наблюдения постоянно совершенствуется благодаря совершенствованию средств наблюдения. Первоначально наблюдения были визуальными, затем стали использоваться простые оптические приборы. Сейчас процесс регистрации первичной информации во многом автоматизирован (термографы, гигрографы, барографы, автоматические газоанализаторы и т. д.). Для контроля за состоянием окружающей природной среды используются искусственные спутники Земли, специальные самолеты и морские суда.

Использование современных технических средств для контроля состояния окружающей природной среды объясняется тем, что во многих случаях для принятия мер по оздоровлению экологической обстановки требуется оперативная информация. Такая информация может быть получена с помощью автоматизированных систем контроля.

В России функционирует Общегосударственная автоматизированная система контроля качества окружающей среды. Эта система состоит из трех ступеней. Первой ступенью автоматизированной системы является локальная система, обслуживающая отдельный район, крупный город, водный объект. В каждом из пунктов наблюдения устанавливаются набор автоматических датчиков и телеавтоматическое устройство, организующее их работу (проверка нуля и контрольной точки шкалы), считывающее показания датчиков, накапливающее информацию, которая затем преобразуется в определенный код и передается в локальный центр сбора и обработки информации по телефонным или телеграфным каналам связи. Этот центр предоставляет необходимые сведения о загрязнении окружающей природной среды местным заинтересованным организациям в виде экстренных предупреждений, периодических справок и бюллетеней.

Далее информация передается в региональный вычислительный центр, являющийся второй ступенью автоматизированной системы.

Третья ступень автоматизированной системы – главный центр данных. Здесь собирается вся информация о загрязнении окружающей природной среды. После необходимой обработки и обобщения информация о состоянии окружающей природной среды в стране в целом будет передаваться в центральные природоохранные ведомства. Полученная информация о состоянии окружающей природной среды подлежит длительному хранению.

2. Наблюдения стали более точными, а фактический материал, собранный во время них более объемный. На основе этих фактов издаются справочники и каталоги данных, бюллетени, доклады о состоянии окружающей природной среды. Для обработки и хранения собранной информации используются компьютерные технологии.

3. Широкое развитие получили стационарные исследования. На стационарах определяется качество окружающей природной среды, регистрируются динамика природно-антропогенных процессов, фоновые параметры биосферы и т. п. На базе нескольких природоохранных ведомств в России существует Общегосударственная служба контроля за загрязнением окружающей природной среды. Эта служба опирается на данные стационарных постов, расположенных в населенных пунктах, на крупных рыбохозяйственных объектах и т. д.

4. Работа наблюдателя трудная и небезопасная. Труднодоступные районы и экстремальные условия требуют специальной подготовки, выносливости и даже храбрости. Работа в ночное время, в неблагоприятных санитарно-экологических условиях может отразиться на самочувствии и состоянии здоровья наблюдателя. Глубокого уважения заслуживает работа полярников, океанологов, вулканологов, радиоэкологов.

5. Специфика геоэкологических наблюдений – территориальная приуроченность изучаемого объекта (процесса), изучение взаимосвязей геокомпонентов между собой и их влияние на биоту. Кроме того, геоэкологические исследования основаны на сравнении полученных результатов в различных природных системах Земли. Поэтому очень важным моментом является выбор точек наблюдения, что служит гарантией правильности полученных результатов.

6. Точность и масштаб наблюдения зависят от приема или способа исследования. В последнее время точность и масштаб наблюдений резко возросли в связи с применением современных технических приборов и оборудования, в т. ч. космической съемки и ПЭВМ. Результаты, полученные с помощью технических приборов, придают сравнению количественную аргументацию. Появление точных аналитических методов позволило определить в геокомпонентах даже самые незначительные концентрации загрязняющих веществ (например, бенз(а)пирен, металлическая ртуть, фтористые соединения и др.).

7. Навыки наблюдателя необходимо воспитывать в себе. Все выдающиеся открытия современности получили свое начало с наблюдения. В свое время русский зоолог К. Ф. Рулье (1814 – 1858) призывал ученых внимательнее и глубже изучать окружающий их мир. Он советовал «прилечь к лужице» и изучить особенности ее органической жизни.

8. Наблюдения чаще всего ведутся по заранее продуманной стандартной программе наблюдений с использованием стандартных бланков. Так, результаты наблюдения фиксируются в специальных журналах и полевых дневниках. Например, наблюдения за режимом гидрогеологических скважин включают: а) измерение глубины залегания уровня подземных вод; б) определение физических показателей (температура, прозрачность, электропроводность); в) определение химических показателей (рН, минерализация, общая жесткость, окисляемость, содержание основных анионов и катионов и т.д.); г) определение микробиологических показателей (коли-титр и др.).

В качестве объектов сравнения в геоэкологических исследованиях чаще всего выступают разнообразные природные системы (геосистемы, экосистемы, геоэкосистемы, геотехсистемы, ландшафты, техногенные системы, урбосистемы), их геокомпоненты (атмосферный воздух, почва, подземные и поверхностные воды, растительность и т. д.) и их свойства. Объектом сравнения могут быть отдельные природные ресурсы, природно-ресурсный потенциал региона (ландшафта) и его отдельные виды. Очень часто в практике геоэкологических исследований приходится сравнивать полученные значения с различными экологическими (ПДН, норма речного стока, биологическая продуктивность), санитарно-гигиеническими (ПДК, ПДУ) и природно-хозяйственными (ПДВ, ПДС, норма промысла, норма изъятия природного ресурса) нормативами и показателями, утвержденными директивными органами, фоновыми значениями, кларками химических элементов. Под природным фоном понимают состояние объекта с естественной концентрацией или естественной степенью воздействия природных факторов на что-либо. Природный фон может быть различным в зависимости от места и времени, благоприятным и неблагоприятным для живых организмов. Кларк химического элемента – среднее содержание химического элемента в геосферах, земле в целом, в различных горных породах, живом веществе.

Во время описания часто прибегают к измерениям. Измерение – последовательность экспериментальных и вычислительных операций, осуществляемых для нахождения значения …, величины, характеризующей какой-либо объект или явление (Брюханов и др., 1988, с. 59). Виды измерений: непосредственные (измерение длин, высот, углов на местности, метеорологических, гидрологических, геофизических параметров), опосредственные (измерения по географическим и топографическим картам, по аэро- космофотоснимкам).

Полученные во время наблюдения данные часто сравнивают с существующими шкалами. В качестве примера можно назвать шкалу Бофорта (шкала силы ветра от 0 до 17 баллов), шкалу обилия Друде (численность и проективное покрытие почвы растительностью от 1 до 6 баллов), сейсмическая шкала Рихтера (интенсивность землетрясений от 1 до 12 баллов), шкала увлажнения Раменского и др.