Аридизация и опустынивание территории как медико-экологический фактор Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2009, том 15, № 1 (37)

=————— СИСТЕМНОЕ ИЗУЧЕНИЕ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ -

УДК 1613.777(470)

АРИДИЗАЦИЯ И ОПУСТЫНИВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ КАК МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР

© 2009 г. Л.И. Эльпинер, А.Е. Шаповалов

Институт водных проблем Российской академии наук Россия, 119333 Москва, ул. Губкина, д. 3, E-mail: [email protected]

Реферат. Приведены результаты исследований в области оценки и прогнозирования медико-экологических последствий аридизации и опустынивания территорий. На основе аналоговой природной модели экологических катастроф с водным пусковым механизмом показаны механизмы формирования патологии человека в изменяющейся гидрологической обстановке. Изложена концепция и методология прогнозирования этих явлений. Ключевые слова: глобальные изменения климата, аридизация, водный фактор, здоровье населения, оценка, прогнозирование.

Обширные аридные территории отличаются особой средой обитания человека. Преобладающий здесь засушливый климат, скудные водные ресурсы, своеобразная флора и фауна, ограниченные возможности земледелия и скотоводства веками формировали адаптационные возможности человека к жизни в этих условиях. Как показывает исторический опыт, именно эти возможности позволили значительным человеческим сообществам развиваться, а иногда и процветать на аридных территориях. Представления о наличии воды как непреложном условии жизни человека, свойственны самым древним цивилизациям. Их развитие географически обязательно связано с могучими речными системами. Если вернуться к истории человечества четырехтысячелетней давности, то оно предстанет в виде трех крупнейших цивилизаций - египетской на Ниле, шумерской в Мессопотамии (в течении Тигра и Ефрата) и Хараппы - в долине Инда. Характерно, что схожи и их климатические условия - малое число осадков и жаркое засушливое лето.

Сохранившиеся письменные памятники (по крайней мере, двух первых цивилизаций) и археологические раскопки свидетельствуют об умении жителей тех далеких времен использовать гидротехнические способы управления водными ресурсами. Неустойчивый водный режим рек, на которых развились и процветали древнейшие цивилизации, заставил искать пути сохранения воды, орошения и осушения земель. Так пришло умение создавать плотины и дамбы, регулировать русла рек, прокладывать каналы для ирригации и осушения полей. У нас нет оснований полагать, что человек в тот период располагал представлениями о природе явлений, с которыми сталкивался повседневно, испытывая теснейшую зависимость от поведения рек, их разливов, выпадения осадков, уровня воды в колодцах и т. п. Однако несомненно, что в попытках управлять природой, по крайней мере, ее водной стихией, он преуспел уже на ранних этапах развития человеческого общества. И свидетельства тому многочисленны.

Однако, возвращаясь к современности, нельзя не отметить остроту водных проблем, сформировавшихся в предыдущем столетии. Как известно, они связаны с интенсивным ростом урбанизации, развитием промышленности и сельского хозяйства, хозяйственным освоением новых обширных территорий. В тоже время, механизмы социального устройства общества и факторы среды обитания человека оказываются в теснейшей взаимозависимости. Неблагоприятные трансформации среды обитания современного человеческого сообщества уже отразились выраженными изменениями популяционного здоровья. Важное значение приобрели экологически обусловленные причины отклонения физического развития,

воспроизводства, адаптации и заболеваемости населения (Онищенко, 2002).

Особую актуальность эта проблема приобретает в связи с глобальными гидроклиматическими изменениями (Касимов, Клиге, 2006; Клиге, 2006). Постепенное развитие современного потепления климата непосредственно связано с процессами увеличения поступления влажных масс воздуха с океана на территорию суши (Касимов, Клиге, 2006). С этим и связано становление более влажного климата в большей части Мира. Происходит постепенное усиление увлажнения практически наибольшей территории нашей страны, приводя к росту речного стока на основной части рек. Исключение составляют внутриконтинентальные зоны, располагающиеся в южных областях, где постепенно возрастает засушливость в связи с недостаточностью проникновения туда влажных масс воздуха и усиления процесса испаряемости с земной поверхности, что приводит к сокращению водных ресурсов как в речных системах, так и в подземных горизонтах. Появление этих зон связано с интенсификацией гидрологического цикла, также вызванного увеличением испарения влаги с поверхности Мирового океана (Клиге, 2006).

Снижение уровня атмосферных осадков наблюдается в субтропических районах северного полушария между 10-й и 30-й параллелями. В районах, обычно подверженных засухам, засушливые периоды становятся более продолжительными и суровыми Установлено, что общий объем воды в таких крупнейших бассейнах рек - Нигера, Сенегала, и озера Чад сократился на 40-60% (Клиге, 2006). Таким образом, речь идет о разнонаправленных изменениях обводненности территории - её повышении или понижении. Глобальные изменения климата влекут за собой и достаточно серьезные изменения среды обитания человека. В связи с этим приходится рассматривать возможности устойчивого развития человеческого сообщества в неразрывной связи с устойчивостью этой среды. Зависимость экологических, социальных, экономических и технологических процессов от климатической и, в частности, гидроклиматической обстановки, очевидна. В формировании последней огромная роль принадлежит водному фактору, определяющему возможности жизнеобеспечения и прогрессивного развития современных и будущих поколений. Именно это определяет важность оценки современных и прогнозирования грядущих изменений водных ресурсов. Глобальные изменения климата играют при этом доминирующую роль. Принципиальная и согласованная позиция Всемирной организации здравоохранения, Программы ООН по окружающей среде и Всемирной метеорологической организации (ВМО), сформулированная на Всемирных конференциях по изменению климата, опирается на результаты целого ряда научных исследований. Она отражает преобладающую точку зрения о негативном влиянии глобальных изменений климата на здоровье населения (Корвалан и др., 2003). Аналогичная позиция содержится в докладе ВМО и оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата - МГЭИК (2004 г.), работающей под эгидой ООН-ЮНЕП и ВМО.

Анализ мировой литературы свидетельствует о появлении в последние годы целого ряда научных публикаций, посвященных медико-экологическим последствиям глобальных климатических изменений. В интернет-базе PabMed число таких работ превышает 170. Преимущественно это работы американских исследователей. Большинство статей отмечает чрезвычайно высокую степень актуальности этой тематики (Hancock, 1999; Jackson, 1995; Martens et al., 1997 и др.).

К ожидаемым последствиям изменений климата авторы относят серьезные деформации среды обитания человека, неминуемо отражающиеся на здоровье населения. Влияние глобальных изменений окружающей среды рассматривается как комплекс воздействий снижающих планетарные условия поддержания жизни. При этом имеются в виду изменения состава атмосферы, деградация земель, истощение водных ресурсов и уменьшение биоразнообразия (McMichael, 1995).

Большинство авторов сходится во мнении об очевидности негативных последствий этого

процесса для здоровья населения. Однако, как мы уже это неоднократно подчеркивали, выводы, в основном, построены на общих соображениях о зависимости характера и уровня заболеваемости от интенсивности тех или иных факторов среды обитания человека (Эльпинер, 2002). Преимущественно, речь идет об инфекционных и паразитарных болезнях, возбудители и переносчики которых могут оказаться в более благоприятных для их развития климатических условиях (Chan, Ebi et al., 1999; Patz, Epstein, 2001; Shope, 1991; Vorosmarty, Green et al., 2000; Беэр, 2005; Ревич и др., 2003).

Неинфекционная патология, особенно имеющая эколого-токсикологические причинно-следственные связи, пока не имеет конкретных примеров в научных публикациях.

Следует подчеркнут и то, что прогностические соображения авторов не учитывают доминанту ожидаемых изменений гидрологической обстановки. В тоже время, имеющаяся мировая литература, данные многолетних исследований, проведенных в этом направлении в ИВП РАН (Еlpiner, 1993; Эльпинер, 2002 и др.) для уяснения имеющихся здесь причинно-следственных связей и особенностей наблюдаемых процессов и явлений, свидетельствуют о реальности рассмотрения трансформаций медико-экологической ситуации в прогнозируемых зонах влияния глобальных гидороклиматических изменений.

Речь идет о значительных изменениях среды обитания человека в связи с повышением и понижением обводненности территорий. В последнем случае следует иметь в виду возможность постепенной дегидратации, аридизации и опустынивания. Для освоенных человеком территорий (в т.ч. урбанизированных) даже начальные стадии этого процесса означают существенные изменения социально-экономических, экологических, медико-экологических и хозяйственных условий жизни населения. Главенствующее значение здесь приобретает водный пусковой механизм формирования экологических кризисов, охватывающих тысячи квадратных километров суши, населенных, подчас, сотнями тысяч и даже миллионами людей.

Таким образом, существенное влияние на эти процессы оказывает водный фактор, его количественные и качественные характеристики. Однако в большинстве исследований основное внимание уделяется патогенетическому значению качества вод, используемых населением для питьевых и коммунально-бытовых целей. Более широкий, медико-экологический, подход, рассматривающий влияние гидрологической обстановки в целом на условия жизни и состояние здоровья населения (с учетом не только её качественных, но и количественных характеристик), сформирован лишь в последнее десятилетие и продолжает совершенствоваться (Эльпинер, 1998, 2002, 2006).

Сущность этого направления исследований водных проблем, прежде всего, в разработке методологии и методов построения медико-экологических прогнозов на основе выявления причинно-следственных связей возможных изменений санитарных условий жизни, состояния здоровья населения и изменений природной среды, в частности, под влиянием гидроклиматических трансформаций.

Для решения этой сложной, многофакторной задачи возможно использование множественной информации, накопленной к настоящему времени интенсивно развитыми исследованиями в области гигиены, эпидемиологии, паразитологии, санитарной гидробиологии, экологии суши, гидрологии и гидрохимии, гидрогеологии и некоторых других дисциплин.

Проведение исследований, раскрывающих характер явлений, процессов и закономерностей формирования новой медико-экологической ситуации в зонах влияния негативных гидроклиматических изменений, в частности, аридизации и опустынивания, представлялось возможным на моделях природных экологических кризисов с водным пусковым механизмом. Как известно, катастрофические явления произошли с озером Чад в Северной Африке, в связи с избыточным водозабором на орошение из впадающих в него рек. Отмечается понижение уровня Мертвого моря за счет существенного нарушения его водного

баланса, вызванного интенсивным использованием поступающей пресной воды, при повышенном испарении с поверхности моря. Длина Мертвого моря уменьшилась с 80 до 50 км, сократились площадь и максимальная глубина, увеличилась соленость воды. За последние 40 лет поверхность озера сократилась с 25000 км2 до 1359 км2, глубина воды с 10 до 1-2 м, а 50% площади сохранившейся акватории заросло. Следствием этого стало засоление почв, гибель посевов, исчезновение рыболовства, обнищание местного населения (Данилов-Данильян, Лосев, 2006). Как утверждает В.И. Данилов-Данилян, на ряде относительно малых рек всех континентов уже сегодня произошли или развиваются миникатастрофы, связанные с резкими сокращениями стока (Медико-экологические..., 1993).

Однако, судя по научным публикациям, развернутые медико-экологические исследования последствий упомянутых выше экологических катастроф мало изучены. Единственным примером таких исследований оказалась Аральская экологическая катастрофа.

Как известно, в связи с избыточным водозабором в 1981-1990 гг. сток рек в Аральское море упал с 60 до 7 млрд. м3 в год, а затем практически прекратился. В 2002 г. абсолютный уровень Аральского моря упал по сравнению с 1960 г. на 23 ми находился на отметке 30.47 м над уровнем океана. Площадь водоема уменьшилась с 66 до 15 тыс. км2, объем воды в нем сократился с 1060 км3 приблизительно до 100 км3 (Данилов-Данильян, Лосев, 2006). Море распалось на три водоема. Резко возросла соленость его вод, резко пострадало его рыбохозяйственное значение. Участились и стали более интенсивными солее-пылевые бури. В зоне влияния сформировавшегося экологического кризиса сократилось сельскохозяйственное производство, обострились проблемы питания и водоснабжения населения, значительно ухудшились показатели его здоровья, возросла смертность, особенно детская (Глазовский, 1990; Медико-экологические ..., 1993).

Условия обитания человека на территории Приаралья явились предметом большой озабоченности и государства и научной общественности, причем и национальной и международной. Итогом работ по крупным программам явился совместный обстоятельный диагностический документ ЮНЕП, Центра международных проектов Министерства охраны окружающей среды и природопользования СССР и Института географии АН СССР, выпущенный в 1991 г. Медико-экологические исследования по этим программам были проведены группой центральных и переферических научно-исследовательских институтов медико-профилактического профиля при головной роли ИВП РАН.

Результаты этих работ позволили сформировать обширный банк данных, изучение которых выявило целый ряд характерных изменений ситуации по инфекционным, паразитарным и неинфекционным заболеваниям, генетическим страданиям (Медико-экологические., 1993). Проведенные исследования выявили причинно-следственные связи этой патологии, показав роль не только прямого воздействия водного фактора (инфекционная, паразитарная и токсикологическая патология), но и косвенное его влияние на условия обитания человека. Оно выразилось в существенном снижении белково-витаминной обеспеченности, повышении токсического воздействия атмосферного воздуха, расширении ареалов обитания переносчиков ряда паразитарных и особо-опасных инфекций, ухудшении условий медицинского обслуживания, росте миграционных потоков и т. п. Мы подробно изложили эти данные в ряде публикаций, в т. ч. и на страницах настоящего журнала (Эльпинер, 2002), что позволяет ограничиться здесь лишь самыми общими сведениями. Но важно вновь подчеркнуть, что предпринятое рассмотрение медико-экологических последствий снижения водности территории позволило упрочить представления о зависимости характера и степени изменений здоровья населения от масштабов, временн'ой и пространственной динамики трансформаций среды обитания

человека. Интерпретируя эти процессы применительно к прогнозируемой гидрологической обстановке в зонах выраженного влияния процессов глобального изменения климата, приходится констатировать, что при необратимости и нарастании наблюдаемых уже сегодня явлений, возникает необходимость планирования крупномасштабных мероприятий для смягчения последствий развития новой климатической ситуации как на национальном, так и на международном уровне.

Предлагаемая основополагающая концепция исследований этого вопроса базируется на представлениях о необходимости создания системы превентивных мероприятий по охране здоровья населения в условиях развития процессов глобальных гидроклиматических изменений, как это отмечено в Резолюции семинара «Изменение климата и здоровье населения России в ХХ1 веке», прошедшего в Президиуме РАМН в 2004 г. Обоснование этих мероприятий требует проведения комплекса междисциплинарных исследований, подчиненных достижению основной поставленной цели. Представляется необходимой разработка генеральных схем защиты населения в зонах с прогнозируемыми изменениями водности территорий. В основу их построения должны быть положены данные гидрологических, гидрогеологических, гидрохимических, экологических прогнозов (в том числе зооботанических, гидробиологических). Далее необходима оценка медико-экологической обстановки в установленных зонах (санитарные условия жизни и водопользования населения, уровень и характер пищевой обеспеченности, медицинского обслуживания, динамика медико-демографических характеристик, тенденции развития эпидемических инфекционных, паразитарных процессов и неинфекционной заболеваемости, медико-генетической ситуации, уровень и характер паразитарной и природно-очаговой заболеваемости). Здесь представляется эффективным использование современных методов оценки риска влияния водного фактора для здоровья населения. При этом полезными могут оказаться результаты исследований проведенных в ИВП РАН, показавшие перспективность медико-географических приемов выделения территорий, население которых предположительно наибольшим образом подвержено негативному влиянию водного фактора. Они могут быть использованы при «идентификации опасности» в системе оценки риска (Шаповалов, 2006).

Последующий этап - построение собственно медико-экологического прогноза. Он основан на сочетании оценочных и прогностических возможностей перечисленных выше смежных научных дисциплин, и медицинских дисциплин, изучающих процессы формирования здоровья и заболеваемость населения (гигиены, эпидемиологии инфекционных и неинфекционных болезней, паразитологии, медицинской генетики). На этой основе возможна разработка системы эффективных мер по охране здоровья населения в условиях развития процессов глобальных гидроклиматических изменений. Они могут включать широкий спектр деятельности как в области медицинской специфической профилактики, так и использования гидротехнических и санитарно-технических приемов. Не исключены варианты изменения общей хозяйственной политики, включая необходимость переселения тех или иных групп населения, освоения новых или расширения существующих населенных мест вне опасных территорий.

В заключение необходимо подчеркнуть, что проблема глобальных гидроклиматических изменений приобретает все более обоснованные медико-экологические аспекты, а сама проблема становится все менее и менее дискуссионной. Это положение определяет высокую актуальность исследований в этой области. Как очевидно, от их развития и продуктивности непосредственно зависит и решение важнейших задач охраны здоровья и сохранения условий жизни огромных человеческих сообществ.

Следует отметить, что для современного медико-экологического подхода к обоснованию профилактических мероприятий важно широкое понимание условий формирования здоровья

популяции и патологических его отклонений в связи с внутри- и внеорганизменными предпосылками. Последние своими корнями связаны с особенностями динамики среды обитания и более масштабными биосферными процессами, обусловливающими онто- и филогенетические эволюционные процессы, свойственные виду Ноmо sарiens и зависящие, как очевидно, от сложнейших генетических, биоэнергетических и биоритмических механизмов, развивающихся на социально-экономическом фоне и им корректируемых. Основы представлений такого рода, заложенные еще В.И. Вернадским и А. Л. Чижевским, могут послужить для разработки новых концепций, которые позволили бы замкнуть в единое целое системы знаний об организме, популяции, биосферных и внебиосферных процессах.

В свете проведенных в ИВП РАН основополагающих теоретических разработок заболеваемость различных контингентов человеческого сообщества выступает как функция нарушения механизмов жизнеобеспечения и формирования здоровья, имеющая в своей основе дисбаланс меж- и внутривидовых взаимоотношений живых систем и абиотических образований различного уровня организации и сложности. Емкость такого подхода определяет роль, место и задачи современной профилактической медицины, выводя ее на платформу междисциплинарных научных подходов - медико-экологическую (Эльпинер, 2006).

Представляется очевидным, что только на этой основе возможно создание эффективной системы мер, радикально предотвращающих или смягчающих последствия глобальных изменений климата.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Беэр С. А. 2005. Влияние изменений климата на паразитарные системы (стартовые позиции

концепции) // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. М. С.54-56. Глазовский Н.Ф. 1990. Аральский кризис. Причины возникновения и пути выхода. М.: Наука. 136 с.

Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. 2006. Потребление воды. Экологический,

экономический, социальный и политические аспекты. М.: Наука. 256 с. Касимов Н.С., Клиге Р.К. 2006. Проблемы глобальных изменений // Современные

глобальные изменения природной среды. М.: Научный Мир. С.19-35. Клиге Р. К. 2006. Аномалии режима вод суши // Современные глобальные изменения

природной среды. М.: Научный Мир. С.148-195. Корвалан К.Ф., Кемпбелл-Лендрум Д.Х., Ниензи Б. 2003. Изменения климата и здоровье человека - риски и ответные меры // Тезисы докладов Всемирной конференции по изменению климата. М. С.234-236. Медико-экологические проблемы Аральского кризиса. 1993. Сергеев В.П., Беэр С.А.,

Эльпинер ЛИ. (ред.) М.: ВИНИТИ. 101 с. Онищенко Г.Г. 2002. Угрозы здоровью человека: гигиенические проблемы и пути их решения // Материалы Пленума межведомственного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской федерации. М. С.3-9. Ревич Б. А., Платонов А.Е., Малеев В.В., Беэр С. А. 2003. Потепление климата - угроза роста инфекционных и паразитарных заболеваний в России М.: Российский региональный экологический центр всемирного фонда дикой природы (WWF). 24 с. Шаповалов А.Е. 2006. Региональные аспекты оценки влияния водного фактора на здоровье населения при глобальных климатических изменениях // Сборник докладов 7-го Международного конгресса «Вода: экология и технология» ЭКВАТЕК-2006. Ч.2. Москва. C.950-951.

Эльпинер Л.И. 1998. Медико-экологические аспекты Каспийской проблемы // Аридные экосистемы. № 5. С.24-30.

Эльпинер Л.И. 2002. Аральская экологическая катастрофа как модель медико-экологических последствий аридизации и опустынивания // Аридные экосистемы. Т.8. № 16. С.67-75.

Эльпинер Л.И. 2006. Гидроклиматические изменения состояния здоровья населения // Современные глобальные изменения природной среды. М.: Научный мир. C.576-592.

Эльпинер Л.И. 2006. Междисциплинарные подходы к методологии прогнозирования влияния глобальных гидроклиматических изменений на здоровье населения // Сборник докладов 7-го Международного конгресса «Вода: экология и технология» ЭКВАТЕК-2006. Ч.2. Москва. С.930-931.

Эльпинер Л.И. 1999. Медико-экологическое направление изучения водных проблем // Водные ресурсы. Т.26. № 5. С.631-640.

СЬаи N.Y., Ebi K.L., Smith F., Wilson T.F., Smith AE. 1999. An integrated assessment framework for climate change and infectious diseases // Environ Health Perspect. No.107(5). Р.329-370.

Е^^г L.I. 1993. Water impact on human heals in the arid zone of ecological disaster // Hydrological Science Technology. Vol.9. No.1-4. P.293-296.

Epstein PR. 2001. Climate change and emerging infectious diseases // Microbes Infect. No.3(9). P.747.

Hancock T. 1999. Future directions in population health // Can J Public Health. No.90. Р.68-70.

Jackson E.K. 1995. Climate change and global infectious disease threats // Medical Journal. No.63(11-12). Р.570-574.

Jackson E.K. 1997. Climate change, human health, and sustainable development // World Health Organ. No.75(6). P.583-588.

Martens W.J., Slooff R., Jackson E.K. 1997. Climate change, human health, and sustainable development // World Health Organ. Vol.75. No.6. P.583-588.

McMichael A.J., Haines A. 2001. Global climate change: the potential effects on health // American Journal of Research in Social Medicine. Vol.94. No.3. P.111-114.

McMichael A.J. 1995. Conceptual and methodological challenges in predicting the health impacts of climate change // Medicine an War. No.11(4). Р.195-201.

Patz J.A., Epstein P.R., Burke T.A., Balbus A. 1996. Global climate change and emerging infectious diseases // The Journal of the American Medical Association. No.275(3). Р.217-223.

Shope R. 1991. Global climate change and infectious diseases // Environ Health Perspect. No.96. Р.171-174.

Vorosmarty C.J., Green P., Salisbury J., Lammers R.B. 2000. Global water resources: vulnerability from climate change and population growth // Science. Vol.289. No.5477. P.284-288.

ARIDIZATION AND DESERTIFICATION OF TERRITORY AS THE MEDICAL-

ECOLOGICAL FACTOR

© 2009. L.I. Elpiner, A.Ye. Shapovalov

Water Problems Institute Russian Academy of Sciences Russia, 119333 Moscow, Gubkina str., 3, E-mail: [email protected]

Abstract. The results of investigations on the forecast of aridization and desrtification's medical-ecological consequences are given. The authors use analog natural model of water-triggered ecological catastrophe to show mechanisms of human pathology development in the changing hydrological situation. Concept and methodology of these phenomena's forecast are presented. The phases of pathological processes development are shown. The techniques of medical ecological consequences of the territory's aridization have been elaborated. These techniques are based on the interdisciplinary basis with the use of forecasts in related scientific fields. The role and the place of medical ecological investigations in the problem of global climate change have been determined.

Keywords: global climate changes, aridization, water factor, human health, health risk assessment.