Анализ и реганализ и регулирование природной среды регулирование природной среды

К основным принципам прогнозирования  в природопользовании относятся:

1. Системный принцип (предполагает  учет комплекса факторов, взаимосвязь  методов и иерархических уровней).

2. Принцип объективности, научной  обоснованности.

3. Принцип совпадения, подтверждения, адекватности (совпадение теоретических моделей с практическими проявлениями).

4. Вариантность, альтернативность (оцениваются  альтернативные варианты предпо-лагаемого  решения  и ожидаемых последствий).

5. Использование результатов прогнозов  в следующих направлениях и программах.

Методы прогнозирования объединяют в две группы: логические (индукция, дедукция, аналогия, экспертные оценки) и формализованные (статистический метод, экстраполяции, моделирование).

В природопользовании прогнозу подвергаются отдельные объекты (например, охраняемые виды, объекты неживой природы), естественные экосистемы, природные комплексы в масштабах региона, республики, страны, отдельные виды ресурсов и др. Существуют прогнозы времени исчерпания запасов различных минеральных ресурсов, сокращения биоразнообразия, изменения природных ландшафтов в условиях потепления климата или антропогенной трансформации и т.д. 

Экологическое прогнозирование позволяет  правильно оценить возможные  послед-ствия, избежать ошибок, правильно  спланировать применяемые действия в области природопользования. 

2.1.2. Моделирование природных процессов в природопользовании.

В экологии под моделью обычно понимают материальный или мысленно представ-ляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал, и его непо-средственное изучение дает новые знания об объекте-оригинале.

Моделирование – метод исследования сложных объектов, явлений и процессов путем их упрощенного имитирования. Основным требованием к любой модели является ее подобие с моделируемым предметом.

Модели обычно делятся на две группы: материальные (физические) и идеальные или мысленные (математические, графические, кибернетические, имитационные).

Из материальных моделей в природопользовании наиболее распространены физи-ческие. Например, при создании крупных проектов, таких, как строительство ГЭС, связан-ных с изменениями окружающей природной среды. Вначале строятся уменьшенные мо-дели устройств и сооружений, на которых исследуются процессы, происходящие при зара-нее запрограммированных воздействиях.

Первой идеальной  моделью прогнозирования расхода  ресурсов была модель Т.Мальтуса (1798 г.), который принял геометрический рост численности населения и арифметический рост средств существования. 

Со второй половины ХХ в. идеальные модели приобретают все большее значение в природопользовании. В 1972 г. группа ученых во главе с Д.Х и Д.Л. Медоуз построила динамическую модель на базе пяти основных показателей: ускоряющаяся индустриализация, рост численности населения, увеличение числа недоедающих, истощение ресурсов, ухудшение окружающей среды. Прогноз по модели Медоуза по различным вариантам показал, что вследствие исчерпания природных ресурсов и растущего загрязнения в середине XXI в. произойдет мировая катастрофа. Доклады были представлены Римскому клубу, а затем опубликованы под названием “Пределы роста”. В книге представлено 12 различных компьютерных расчетов, каждый из которых показывал один из возможных путей развития человечества до 2100.

В 1992 г. вышла вторая книга этих авторов под названием “За пределами роста”. Основная идея та же: как будет развиваться человечество при неограниченном росте населения. Основные выводы: 1) Темпы использования человечеством многих важных видов ресурсов и темпы производства многих видов загрязнений уже превышают допустимые пределы. Без изменения ситуации в ближайшие десятилетия произойдет неконтролируемое сокращение производства продуктов питания, потребления энергии и промышленного производства. 2) Это сокращение не является неизбежным. Для предотвращения необходимо пересмотреть политику и практику, способствующих росту численности и потребления, повысить эффективность использования материальных и энергетических ресурсов. 3) Создание устойчивого общества путем совершенствования технологий и энергетических ресурсов.  

В 2004 г. вышла третья книга “Пределы роста. 30 лет спустя”, в которой  прогнозы еще раз откорректированы с учетом последних статистических данных о состоя-нии человечества и биосферы. При этом основный вывод  остался прежним: пределы развития цивилизации на ограниченной по размерам планете непреодолимы, их превышение неизбежно влечет экологический коллапс. Основное отличие новой работы – деалармизация и поиск путей и средств для перехода к устойчивому развитию.     

В конце 1970-х  гг. под руководством академика Н.Н. Моисеева была разработана математическая модель биосферы “Гея”.

Н.Н. Моисеев на первое место поставил изучение закономерностей протекания биосферных процессов и разработал схему вычислительной системы, имитирующей  взаимодействие океана, атмосферы и биоты с учетом антропогенных воздействий (доклад на конференции по глобальным проблемам в Венеции в 1972 г.). Исследования биосферы и оценка возможных антропогенных ее изменений с помощью компьютерного моделирования привели Н.Н. Моисеева к провозглашению приоритета “экологического императива” в условиях коэволюции природы и общества.  

В последние  десятилетия все более актуальным становится моделирование природо-пользования. В качестве научной основы природопользования используется модель  гео-системы. Различают модели разных видов геосистем – природную, природно-техническую и интегральную (включает природу, население и орган управления, принимающий и контролирующий решения). Модель геосистемы используется в природо-пользовании для прогнозирования, а также с целью управления природопользованием.

При моделировании, например,  землепользования создаются  модели агросистем (агрокомплексов), для  чего проводится агроэкологическая  оценка земель, обобщение полученных данных в рамках геоинформационных систем  (ГИС), наработка базы данных урожайности для каждого ландшафта, оценка воздействия на окружающую среду и др. В основе моделей лежат почвенно-ландшафтная, гидрологическая карты, а также карты рельефа и эрозионных процессов. Компьютерное наложение ГИС позволяет учитывать экономические и социальные факторы, проводить программирование оптимальных решений в землепользовании. 

Речь идет о  построении имитационной компьютерной модели системы земледелия.

По охвату территории модели могут быть локальными, региональными и глобаль-ными.

Моделирование техногенеза загрязнений ОС с  применением ГИС-технологий (с учетом существующих нормативов загрязнений различных природных сред различными загрязнителями).

2.1.3. Экологическое нормирование.

Главным средством экологической регламентации хозяйственной деятельности является система природоохранных норм и правил, включающая экологические норма-тивы. Экологические нормативы, с одной стороны, выступают как ограничители антропо-генных воздействий на природу и среду обитания, с другой – стимулируют экологизацию хозяйственной деятельности. Среди экологических нормативов определяющее значение для контроля и управления качеством окружающей среды имеют гигиенические норма-тивы.

Санитарно-гигиенические  нормативы – это устанавливаемые в законодательном порядке, обязательные для исполнения всеми ведомствами, органами и организациями допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в объектах окружающей среды.

Норматив качества окружающей среды  носит конкретный характер и основан на определенных признаках:

• объект защиты (например, растение, животное, человек и т.д.);

• среда, в которой нормируется  и контролируется содержание вещества (воздух, вода, почва, пища, организм и  др.);

• критерий вредности (снижение продуктивности растений, заболеваемость и др.);

• регламентируемая временная характеристика (временной период воздействия);

• последствия к которым может  привести превышение допустимого уровня. 

С 1949 г. действуют нормативы  ПДК (предельно-допустимые концентрации того или иного вещества) в воздухе населенных пунктов исходя из гигиенических требований. Существует гигиеническое нормирование химических веществ в атмосферном воздухе населенных мест и рабочей зоны, в водной среде, в почве, в продуктах питания.

В настоящее время наряду с гигиеническими ПДК разрабатываются также ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Нормируются химический состав ирригацион-ных вод, содержание вредных веществ в кормах; устанавливаются ПДК химических соединений в сточных водах, подаваемых на сооружения по биологической очистке. Разработаны ПДК химических соединений в воздухе особо охраняемых территорий (например, для усадьбы-заповедника "Ясная Поляна"), предложены ПДК, предназначен-ные для защиты древесных растений. При этом гигиенические ПДК остаются ведущим критерием качества окружающей среды.

Существует другой подход к экологическому нормированию с  использованием при-родоохранных лимитов. Лимитирование взаимоотношения  человека и природы реализу-ется как комплекс ограничений на хозяйственную и бытовую деятельность. В системе количественных ограничений существуют следующие группы лимитов.

1. Частные лимиты по элементам. Применяют как регламентируемые предельно допустимые концентрации (ПДК) по элементам при воздействии на окружающую среду.

2. Частные лимиты по ресурсам. Применяют как регламентируемое  количество потребляемых природных  ресурсов. Может задаваться как  предельно допустимый объем потребления  ресурсов на сутки, месяц, год.

3. Комплексные лимиты по локальным  объектам. Например, комплексные лимиты по производственным, сельскохозяйственным или бытовым объектам устанавливаются как предельно допустимое “экологическое давление”.

4. Комплексные лимиты по регионам. Применяют как регламентируемое  предельно допустимое воздействие на окружающую среду всех производственно-хозяйственных объектов региона.

Появление нового производственно-хозяйственного объекта возможно только при условии  соответствующего снижения экологического давления по действующим объектам. Его собственник должен “приобрести” право на использование природных ресурсов или на выбросы в окружающую среду.

 

2.2. Экологический мониторинг.

Среди мероприятий по оптимизации взаимоотношений общества и природы  и охраны окружающей среды особое место отводится  системе экологического мониторинга, основной задачей которого являются: информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности.

Мониторинг  окружающей среды - это регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояние и происходящие в них процессы под влиянием человека.

В систему мониторинга  должны входить следующие основные процедуры:

• выделение (определение) и обследование выделенного объекта наблюдения;

• составление информационной модели для объекта наблюдения и планирование измерений;

• оценка состояния объекта наблюдений и прогнозирование его изменений;

• представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.

Под экологическим мониторингом  понимается организованный мониторинг окружающей  природной среды,  при котором обеспечивается постоянная оценка экологических условий обитания человека и живых организмов, и создаются условия для определения корректирующих действий в случае неблагоприятности условий.

Основные цели экологического мониторинга - обеспечение системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

• оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

• выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

• создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих нега-тивных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из названных  целей экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупрежде-ния. Кроме основных целей экологический мониторинг может быть ориентирован на достижение специальных программных целей, связанных с выполнением конкретных природоохранных мероприятий, соглашений и обязательств государств в соответствую-щих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

• наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия;

• наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

• оценка фактического состояния природной среды;

• прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Выделяют глобальный (биосферный), национальный, региональный и локальный мониторинги.