Учебное пособие по курсу «методы геоэкологических исследований» в вопросах и ответах по программе для студентов-заочников


). Уровни обобщения рассматриваемых при функциональном анализе обстановок–систем



страница4/4
Дата09.08.2019
Размер250 Kb.
#127406
ТипУчебное пособие
1   2   3   4

58). Уровни обобщения рассматриваемых при функциональном анализе обстановок–систем.

При функциональном анализе целесообразно выделять не менее трех уровней рассматриваемых обстановок-систем.

Элементарный уровень системы, базирующийся на конкретном виде воздействия и формирующий одномерное пространство причинно-следственных связей.

Например, в результате дорожного строительства происходит перехват поверхностного и подземного стока, подъем уровня грунтовых вод, заболачивание и подтопление территории, имеющие негативные экологические последствия — угнетение растительности, изменение биоценоэов.

На втором уровне системы формируют двух-трехмерное пространство причинно-следственных связей и характеризуются более сложной структурной организацией.

В этом случае экологические последствия могут играть роль самостоятельного, наведенного источника воздействия на геологическую среду.

Например, в случае подземного захоронения промстоков в сейсмоактивных районах возможно возникновение наведенных землетрясений, которые могут вызвать разрушение инженерных сооружении с экологическими последствиями.

В этом случае фиксируемые цепочки причинно-следственных связей имеют более сложную структуру и могут иметь несколько уровней, взаимодействующих друг с другом.

Третий уровень — системы формируются на базе мощного, разнопланового источника воздействия и образуют сложно организованное пространство причинно-следственных связей.

К таким системам относятся в первую очередь крупные города типа Москвы, районы действия горнодобывающих центров, промышленные центры металлургической, нефтеперерабатывающей, химической промышленности и т.п.

В этом случае исследование подобных систем требует реализации двух принципиальных подходов, базирующихся на принципе декомпозиции, т.е. выделения в рамках системы более просто построенных относительно независимых подсистем и применения системного анализа при характеристике взаимодействия отдельных подсистем между собой и зколого-геологической системы в целом.
59). Иерархия эколого-геологических обстановок–систем.

При иерархическом выделении эколого-геологических обстановок-систем различного порядка можно с принципиальных позиций выделяются в качестве руководящих факторов следующие :

1) при выделении глобальных эколого-геологических систем это, бесспорно, тектоно-магматический, который контролирует как процессы формирования земной коры, ее динамику, так и существование эволюции биологических объектов от империй до видов.

К таким глобальным системам относятся в первую очередь Земля как планета и наиболее крупные ее тектоно-магматические структуры — океаны, континенты и их основные структурные элементы. При выделении таких структур возможно использовать современные иерархические классификации геотектоники;

2) вторым, имеющим важнейшее значение как для литосферных, так и для биологических объектов, является состояние гидросферы: обводненность территории, состояние воды в горных породах, динамика водных ресурсов.

При выделении эколого-геологических систем регионального уровня учитываются и ранее приведенный тектоно-магматический фактор, значение которого не ослабевает и на этом иерархическом уровне.

Это обстоятельство позволяет использовать при иерархическом выделении региональных эколого-геологических систем классификации экзодинамических преобразований территории, основанные на учете этих факторов;

3) принципы выделения локальных эколого-геологических обстановок-систем, с нашей точки зрения, должны опираться на учете действия геологических и техногенных факторов с выделением ограниченного количества руководящих и направляющих процессов, состав, количество которых существенно зависит как от пространственного расположения, так и временного периода.

В качестве локальных систем с преобладанием геологического фактора можно рассматривать системы болот — участков современного торфообразования, системы современных действующих вулканов, системы карстовых районов и т.п.

В качестве эколого-геологических обстановок-систем с преобладанием техногенного фактора можно отнести системы городов, системы горнодобывающих комплексов, системы гидротехнических сооружений и т.п.

Построение строгой иерархической классификации эколого-геологических обстановок-систем, выделение многочисленных их типов и видов — это работа, которую еще предстоит выполнить новому направлению в геологической науке — экологической геологии.
60). Оценка значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов.

В ходе функционального анализа эколого-геологической обстановки оценка значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов в целом осуществляется путем рассмотрения зависимостей, существующих между основными взаимодействующими подсистемными элементами.

В ходе этого рассмотрения необходимо оценить, какой вклад в состояние названных объектов вносит геологический компонент природной среды, подверженной развитию под действием внутренних и внешних, природных и техногенных факторов, исходя из представлений об экологических функциях литосферы.

Здесь лишь кратко напомним, что в ходе функционального анализа необходимо оценить роль ресурсной, геодинамической и геофизико-геохимической функций литосферы как функций экологических.

Напомним, что ресурсная функция литосферы обусловливает наличие и состояние ресурсной базы, которая определяет жизненный уровень как социально-экономических, так и биологических объектов.

В устойчивых эколого-геологических системах эволюция направлена в сторону специализации, наиболее эффективного использования ресурсов.

Сокращение, преждевременное истощение (до появления альтернативного) ресурсной основы может приводить к деградации социально-экономических и биологических объектов, что и наблюдалось нередко в прошлом.
61). Особенности при функциональном анализе оценки ресурсной и геодинамической функций эколого-геологической среды во времени.

Оценка ресурсной функции невозможна без учета эволюции состояния природных объектов по мере использования ресурсов.

Объективные экономические критерии, применяемые для оценки ресурсов, необходимо коррелировать с точки зрения придания особого статуса ресурсам, являющимся жизненно важными для экологических систем, развитых на тон или иной территории.

Безусловно, без потребления ресурсов невозможно оценить тот или иной природный объект, поэтому оценка функций литосферы (с ресурсных позиции) всегда носит субъективный характер.

При функциональном анализе огромное внимание уделяется рассмотрению геодинамической функции литосферы, в частности ее изменению при техногенном воздействии.

Именно им обусловлены наиболее быстро протекающие так называемые антропогенные геологические процессы, многие из которых являются крайне опасными для биоты.

В качестве основного критерия, который можно использовать в ходе анализа для оценки значимости геодинамической экологической функции, следует, по нашему мнению, принять наличие, характер проявления экзогенных и эндогенных процессов, их влияние на устойчивость литосферы, а как следствие — на устойчивость биоты.

В ходе проведения функционального анализа необходимо все время помнить, одна из его задач — рассмотрение влияния условии жизни на физическое здоровье, психическое равновесие, возможность передачи этих качеств потомству и безопасность социальных и биологических объектов.

Наличие таких условий контролируется как собственно геологическими факторами (отсутствие природных аномалий геофизических и геохимических полей и т.п.), так и техногенными факторами (химическое, радионуклидное, электромагнитное загрязнение и т.п.).
62). Техногенные факторы в оценке экологических функций литосферы.

Особую роль в последнее время приобрели техногенные факторы.

Оценка этой функции литосферы лежит в сфере соблюдения действующими и проектируемыми предприятиями принятых на уровне государства норм ПДК, ПДН или фоновых значений.

В то же время следует подчеркнуть, что принятые нормы ПДК, ПДН ориентированы в общем случае преимущественно на человека и не учитывают интересы биологических объектов в целом.

Все это требует уточнения существующих норм и их ориентирование на интересы биологических объектов.

Экологические функции определяют и комплекс социально-психологической благоприятности условий жизни человека.

Проблема имеет два основных аспекта.

Первый связан с сохранением природных условий, благоприятных для существования традиционных укладов различных социальных групп, населяющих ту или иную территорию.

Второй обусловлен требованиями существенного улучшения комфортности проживания социальных групп на урбанизированных, затронутых техногенными преобразованиями территориях.

Эта проблема тесно связана и с требованиями охраны уникальных памятников геологической истории.

Оценка этих экологических функции базируется преимущественно на качественных экспертных оценках и может носить балльный, рейтинговый характер.

Приоритеты в этом случае могут быть установлены преимущественно на государственном уровне с учетом состояния геологического компонента природной среды.

Функциональный анализ позволяет с определенной степенью достоверности определить согласованные с общим направлением эволюции пути и способы достижения стабильно развивающихся эколого-геологических обстановок-систем, добиться положительных результатов в экологической политике.

Развитие и характеристика этой задачи наиболее полно рассмотрена в заключительной главе настоящей монографии и поэтому, завершая описания специального метода экологической геологии, остановимся на некоторых принципиальных положениях, имеющих важное значение для разработки этого направления функционального анализа.


63). Основные в настоящее время стратегические направления в развитии экологической геологии.

В настоящее время, с учетом эволюционных закономерностей системного развития планетарного вещества, экологическая политика, реализуемая в экологической геологии, включает два основных стратегических направления:

1) необходимость максимального сохранения стабильных благоприятных параметров геологического компонента природной среды, обеспечивающих устойчивое эволюционное развитие природы и общества;

2) создание условий для возможных эволюционных '"скачков" в развитии природы и общества с позитивным для цивилизации разработкам.

Первое направление в последнее время интенсивно разрабатывается, принимаются серьезные шаги по оздоровлению среды обитания, сохранению природных обстановок, доставшихся нам в наследство.

Второе менее исследовано.

В его рамках еще предстоит определить комплекс геологических и техногенных факторов, благотворно влияющих на эволюционное развитие биосферы и человека, в частности.

Возможно, одним из методов, входящим в функциональный анализ, станет метод сравнительного сопряженного анализа истории развития древних цивилизаций (дотехногенных) с эволюцией геологических процессов.

Методологической основой его будет рассмотрение техногенеза как естественно-исторического фактора, сопоставимого по масштабам проявления и интенсивности с геологическими факторами.
64). Эколого-геологическое моделирование взаимодействия природных и техногенных объектов.

Моделирование — метод исследования практически любого научного направления, требования к созданию корректных моделей являются, по существу, общими. В то же время использование моделей в экологической геологии, с учетом экологических функций литосферы, позволяет рассматривать его в качестве специального метода этой науки.

Отличительная особенность эколого-геологического моделирования — его биосоционаправленность и принципиальная невозможность получения окончательного, удовлетворяющего все стороны решения.

Под эколого-геологическим моделированием понимается создание моделей состояния и прогноза эколого-геологической ситуации той или иной территории, возникающей при реальных или возможных изменениях геологического компонента природной среды в процессе взаимодействия последнего с источниками воздействия, как природными, так и техногенными.

Создание подобных моделей предполагает поэтапное их формирование, от мысленных (понятийных) моделей к физическим, знаковым (картографическим) и математическим.

В процессе исследования применяется комплекс традиционных методов моделирования.

Выбор конкретного метода обусловливается спецификой информационной базы, задачами исследования.

В процессе эколого-геологического моделирования решаются следующие группы задач:

1) создание моделей состояния эколого-геологической ситуации той или иной территории;

2) построение моделей эколого-геологического прогноза;

3) разработка и выбор модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы территории;

4) корректировка постоянно действующей модели (ПДМ) устойчиво развивающейся эколого-геологической системы.

Выделенные в процессе эколого-геологических исследований цепочки причинно-следственных связей, характеризующих вид воздействия, геологический компонент природной среды, экологическую мишень (объекты биосоциосистем) — позволяют образовать широкий спектр моделей.

Эти модели могут быть как вещественными, так и знаковыми или физическими.

Модели, построенные на принципах физического подобия, можно отнести к категории частных.

Примерами их могут служить прогнозные модели изменения экологических функций литосферы в связи с загрязнением грунтов, подземных вод, подтопленном территории, экзогенными процессами и т.п.

Для построения эколого-геологических моделей, комплексно имитирующих ситуацию, наиболее разработан класс знаковых моделей, среди которых особое место занимают картографические модели.
65). Создание моделей устойчиво развивающихся эколого-геологических систем.

Особым, специальным видом моделирования в экологической геологии стало создание моделей устойчиво развивающихся эколого-геологических систем территории.

Модели создаются на основе обобщения пакета частных моделей в единую прогностическую систему, которая может носить все признаки знаковой и в идеале математической имитационной модели.

Модели устойчиво развивающихся эколого-геологических систем относятся к классу постоянно действующих моделей, параметры которых постоянно уточняются в ходе эколого-геологических исследований как уточняются и эколого-геологические прогнозы.

Построение и функционирование подобных моделей предполагает использование быстродействующих электронно-вычислительных машин в форме детерминированного, вероятностного или аналогового моделирования.

Реальная ситуация связанная с прогнозом поведения сложных объектов (эколого-геологических систем) из-за наличия большого числа случайных факторов, влияющих на экологическое состояние не позволяет широко использовать детерминированные модели.

Поэтому приоритет в эколого-геологическом моделировании следует отдать методам вероятностного моделирования, с помощью которого возможно имитировать сложные процессы, протекающие внутри системы и как правило, не поддающиеся аналитическому решению.

Основой подобных имитаций является метод статических испытаний (метод Монте-Карло).

Параметры системы и правила их изменения задаются в процессе эколого-геологических исследований с учетом особенностей изучаемых процессов и целевой задачи.

Характерной особенностью моделей является их обязательный временной характер.

При составлении необходимо учитывать как эволюцию техногенеза, так и естественно-исторические ритмы изменения состояния природной среды.
66). Метод ситуационного анализа в исследовании эколого-геологической системы.

Метод ситуационного анализа предусматривает три основных сценария эволюции эколого-геологической системы:

1) природное или техногенное воздействие полностью контролируется геологическим компонентом природной среды;

2) для нейтрализации техногенного, природного воздействия необходимы мероприятия по инженерной защите объектов геологического компонента природной среды и биосоциообъектов;

3) природное и техногенное воздействие вызывает необратимые изменения геологического компонента природной среды, сопровождающиеся тяжелыми экологическими последствиями.

Последний прогностический сценарий должен сопровождаться моделью, основанной на угрозе риска возникновения кризисной экологической ситуации. Методология составления подобных моделей разработана в отношении радиоактивных источников и объектов химических производств.

В процессе составления подобных моделей оценивается не только вероятность возникновения кризисной ситуации, но и комплекс мер для устранения катастрофических экологических последствий.

Разработку описываемых моделей следует рассматривать как одну из важнейших теоретико-методических задач экологической геологии.

Очевидно, что при целенаправленном, осмысленном воздействии человека на природу, необходимо иметь эталон, модель, к которой следует стремиться и параметры которой необходимо корректировать, используя адаптивный подход, при котором план дальнейших преобразований постоянно корректируется согласно изменению экологической ситуации территории.

67). Базовые принципы разработки модели устойчиво развивающейся эколого-геологаческой системы.

Базовыми принципами разработки модели устойчиво развивающейся эколого-геологаческой системы является соблюдение следующих основных приоритетов.

1. Принцип целевого использования. Природная среда должна использоваться на основе максимального раскрытия заложенных в ней полезных качеств. Выполнение этого принципа должно базироваться на предварительной оценке естественных ресурсов, включая объекты социо- и техносферы.

2. Принцип приоритетов при выработке эколого-экономической концепции развития региона утверждает, что использование того или иного компонента среды не должно приводить к угнетению, деградации, уничтожению природных объектов, имеющих более высокий ранг качества. К сожалению, при любой антропогенной деятельности существующие экологические системы испытывают потери: задача заключается в том, чтобы приобретения компенсировали утраты.

3. Принцип безопасности. Техногенная, антропогенная деятельность при использовании геологического компонента природной среды не должна создавать экологически вредную, опасную для существования биоценозов, человека среду обитания или иметь долгосрочные экологические последствия. Идеалистично требование сохранения всех естественных биоценозов на осваиваемых территориях, но определение допустимого уровня изменений геологического компонента природной среды при условии минимального экологического ущерба — задача весьма актуальная.

4. Принцип сохранения уровня комфортности. Техногенная, антропогенная деятельность при формировании новой, трансформации старой эколого-геологической системы не должна снижать уровень комфортности среды обитания человека. Под комфортностью среды понимается комплекс медико-биологической, социально-психологической благоприятности условий жизни человека и живых организмов.

5. Из изложенных выше принципиальных положений следует. что построение оптимальной устойчиво развивающейся эколого-геологической системы возможно лишь при условии соблюдения пятого основного предложения — принципа разумного компромисса. Поиск тонкой грани между техническими возможностями производства, антропогенным воздействием на биоценозы задача весьма деликатная и непростая, так как ''качество жизни" населения это социальная задача, которую решают не только специалисты в области экологии, но и политики, отстаивающие нередко свои конъюнктурные интересы.

Использование предложенных принципов в процессе создания модели оптимальной устойчиво развивающейся эколого-геологической системы позволяет ввести в представления об оптимальности ряд необходимых граничных условий.


68). Этапность в процессе создания оптимальной модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы.

Процесс создания модели с наиболее общих позиций представляется непрерывным, но в нем условно можно выделить три этапа.



На первом этапе определяется экологическая политика развития того или иного региона, определяется режим использования территории. Решение этих вопросов лежит в области государственного администрирования, но подготовка материалов для подобных решений должна включать и экологические проблемы, связанные с изменениями геологического компонента природной среды под воздействием техногенеза.

Второй этап построения модели включает в себя описание, выработку словесного портрета модели, выявление основных параметров среды с точки зрения экономики, здоровья и комфорта населения, состояния биоценозов, с учетом демографических, энергетических аспектов, стандартов состояния окружающей среды, перспектив развития региона и интересов проживающих в регионе граждан.

Третий этап — это этап объединения результатов исследования природной среды, техносферы, социосферы. биосферы, прогнозов изменения эколого-геологической ситуации, т.е. построение самой адаптивной модели оптимальной устойчиво развиваюшейся эколого-геологической системы.

На начальном этапе схематизации информации она будет иметь основные черты, присущие структурным моделям, а на выходе должна, если это окажется возможным, трансформироваться в физическую, математическую модель.

Построенная таким образом модель подлежит непрерывной корректировке, сопоставлению с развитием ситуационных отношении на моделируемой территории.
69). Условия решения проблемы корректировки прогностической модели оптимальной устойчиво развивающейся системы.

Проблема корректировки прогностической модели оптимальной устойчиво развивающейся системы может бить решена при условии непрерывного поступления информации о состоянии объектов техносферы, литосферы, био- и социосферы, постоянного уточнения частных прогностических решений.

Это движение информации, с позиций моделирования, представляет взаимозависимый процесс, при котором общее моделирование эколого-геологической системы и частное, касающееся отдельных элементов ее, должны двигаться навстречу друг другу, с одной стороны, корректируя частные модели в их связи с обшей экологической обстановкой, а с другой — конкретизируя общие модели. как правило, страдающие излишней абстрагированностью от многих немаловажных факторов реальной эволюции среды.

Решение подобных проблем выполняется в процессе эколого-геологического мониторинга.


____________________________

_______________

____

_





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница