ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОГО

ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
7
УДК 631.816
С
В. Н. АФАНАСЬЕВ, доктор техн. наук,
А. В. АФАНАСЬЕВ, канд. техн. наук
ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ
БЕЗОПАСНОГО АНТРОПОГЕННОГО
ЛАНДШАФТА
Даны основные понятия инженерной экологии, пути формирования антро­
погенного ландшафта и предпосылки определения возможностей функциониро­
вания на нем сельскохозяйственного предприятия.
Никакое общество не может развиваться без потребления. Для
удовлетворения своих потребностей люди организуют хозяйствен­
ную деятельность, основой которой является производство. При этом
возникновение противоречий между производством и естественными
экологическими системами и между человеком и природой неиз­
бежно.
Находясь в органической связи с природой, современное общест­
во преобразует ее посредством техники, что обусловило формирова­
ние искусственной среды обитания человека, именуемой как техносфера.
Исходя из этого, ключевой научно-технической дисциплиной,
определяющей способы и средства достижения экологически разум­
ного компромисса между человеком и природой, является инженер­
ная экология. Инженерная экология, опираясь на нормы жизне­
обеспечения растительного и животного мира, выраженные на языке
предельно допустимых концентраций (ПДК) и воздействий (ПДВ),
определяет эффективные способы и средства охраны окружающей
природной среды. Методологической основой научного поиска, обос­
нования и разработки таких способов и средств является система ин­
женерно-экологического обеспечения производства.
Основные понятия инженерной экологии: экологическая система,
биогеоценоз, элементарный, реальный и антропогенный природный
ландшафт, надежность экосистемы, имеющие принципиальное значе­
ние для формирования прикладной теории экологического обеспече­
ния [1].
Основным природоохранным объектом является природный
ландшафт как производная экологического взаимодействия четырех
8
РАЗДЕЛ 1
геосфер (по В. И. Вернадскому): атмосферы, гидросферы, литосферы
и биосферы (рис. 1). Обозначив интегральную характеристику эле­
ментарного природного ландшафта через ей, а комплексные характе­
ристики регионального состояния атмосферы через еА, £g, £l, £в, меха­
низм структурного образования ландшафта можно выразить полным
дифференциалом функции smrifj, то есть
Р ис. 1. Схема формирования элементарного
природного ландшафта (еп) без антропогенных
изменений: е„, еа,
е„ — геосф еры В. И. Вер­
надского
Элементарный природный ландшафт — это абсолютный (в своем
естественном виде) ландшафт, наделенный свойством полной цен­
тральной симметрии относительно распределения центров геосфер
В. И. Вернадского. В этом случае смещение равновесия ландшафта
бел = 0 , х г £ как центр геосфер еА, eg , sl , ев, совпадает с центром эле­
ментарного ландшафта.
Любое техническое сооружение, находящееся на конкретной тер­
ритории, взаимодействуя с природой, создает совокупный комплекс
природной среды и ее технического насыщения, определяемый как
природно-техническая геосистема, или ПТГ, превращая элементар­
ный природный ландшафт в реальный или антропогенный ланд­
шафт.
Антропогенный ландшафт характеризуется изменением потенци­
ального состава геосфер Вернадского, обнаруживает асимметрию
8е0 Ф0, обусловливающую смещение равновесия в природно-техни­
ческой геосистеме.
Математическая модель антропогенного ландшафта образуется
путем итерации формоизменения геосфер Вернадского в их последо­
вательном или смешанном варианте (рис. 2).
ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
9
Рис. 2. Схема формирова­
ния а н тр о п о ге нно го л а н д ­
шафта (еа)
Представленные схемы отражают лишь частный случай формиро­
вания антропогенного ландшафта, в котором происходит изменение
только одной из геосфер при условии постоянства и равнопотенциальности других геосфер.
В общем случае формирования антропогенного ландшафта асим­
метрия потенциально изменяемых свойств геосфер еА, Sq, el, е8 при­
водит к схеме неравнозначных смешений, то есть 5еа т const.
Геометрический центр Оеа при этом не располагается на межцентровых расстояниях геосфер:
ОеА—Oso, Обо—Оев, Оев— O e l ,
O e jl —OsA,
Оео—O e l , Оеа—Обц.
Математическая модель формирования антропогенного ланд­
шафта предусматривает структурно-функциональные преобразования
геосфер Вернадского, которые приводят к разнохарактерным конеч­
ным результатам, дающим возможность ставить и решать важные
инженерно-экологические задачи (определение допустимых смеще­
нии равновесия экосистемы, оптимизация природоохранных функций
в рамках отдельной геосферы и природно-технической геосистемы
в целом и др.).
Важнейшими понятиями инженерной экологии, отражающими
надежность экосистемы, являются: устойчивость, равновесие, живу­
честь, безопасность.
Уже из общих определений перечисленных понятий следует факт
их структурной взаимосвязи, которая накладывает необходимость
Дополнительного условия для количественного выражения конкрет­
ных показателей, составляющих эти свойства.
Таким образом, природно-техническая геосистема — это сово­
купность природных и искусственных объектов, формирующаяся
10
РАЗДЕЛ 1
в результате строительства и эксплуатации инженерных и иных со­
оружений, комплексов и технических средств, взаимодействующих
с природными объектами.
Следовательно, природно-техническая геосистема — это образо­
вание, которое непременно возникает в любом регионе в связи с про­
исходящей в нем хозяйственной де1ггельностью и приходит на смену
природным геосистемам.
Реальный процесс формирования и развития ГПТ сопровождается
закономерным накоплением (потреблением) природных ресурсов
и антропогенным изменением в этой связи биогеоценозов природ­
ных ландшафтов или свойств экосистемы со стороны объектов при­
роды.
При этом характер изменений обусловлен региональными особен­
ностями преобразуемых ланшафтов (в свою очередь зависящих от
географических особенностей региона и характера производственной
деятельности в нем).
Факторы, определяющие число накапливающихся изменений,
последовательность их появления и характер изменения связаны
с функцией экологической надежности. Анализ таких факторов
и функций методологически оправдан с позиций теории надежности
сложных систем с накоплением нарушений. -.
В такой постановке ПТГ, накапливающую локальные изменения,
можно рассматривать как систему, обладающую закономерной тен -!
денцией снижения устойчивости по отношению к внешним техноген­
ным воздействиям.
Для выработки эффективных мер предупреждения и разумного
ограничения отрицательного техногенного воздействия на объекты
природы необходимы специальные исследования по каждому от­
дельному влияющему фактору (или группе факторов) в отношении
■каждого составляющего элемента геосферы, отдельного вида биогео(гидро)ценозов, совокупности биогеоценозов природного ландшафта,
геосферы в целом, а также общей экологической обстановки в ре­
гионе.
Первичная обработка исходного массива информации позволит
решать общую классификационную задачу по количественному рас­
пределению фактических антропогенных изменений на всех состав­
ляющих компонентах ПТГ. Итогом такой классификации является
общая диаграмма состояния экосистемы, построенная в масштабе ка­
ждого объекта природы в единых условных единицах антропогенно­
го изменения.
ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
11
Вторым этапом исследования состояния 1111 по видам промыш­
ленного техногенеза является количественная оценка суммарных по­
терь по всем объектам окружающей природной среды. Мерой таких
потерь служит фактическое отклонение регистрируемого параметра
е* от установленного нормативного значения Де,.
Соотношение между е; и Де; определяет относительные потери по
каждому объекту природы, то есть
Дб/
Kpie , ,
где Кр, — коэффициент фактического резерва по регистрируемому
параметру е, (О < К Р, < 1). С учетом уравнения диаграмма состояния
экосистемы (рис. 3) трансформируется в диаграмму распределения
Рис. 3. Диаграмма состояния экосистемы по распределениям антропогенных
факторов природных объектов
экологических потерь (рис. 4), отражающую реальные (по конкрет­
ной экологической ситуации) и теоретически возможные (по компен­
сационной способности) запасы природных объектов.
РАЗДЕЛ 1
12
Д€Г = 0 , ^ = 0
ХХХХ.Чх.ХХх Х Х Х х У X Х Х Х Х Х ххХ Х Х Х Х Х Х Х Х Х
Теоретический з*пас биогеоценоза
А
С
L
Я
Гл
Hs
Рис. 4. Диаграмма распределения экологических потерь по компонентам
окруж аю щ ей природной среды
Диаграмма состояния экосистемы и количественная мера экологи­
ческих потерь служат необходимой основой для разработки специ­
альных шкал по видам промышленного и сельскохозяйственного тех­
ногенеза.
Примером специальной шкалы может быть: экологический ущерб,
степень экологической защиты, мера экологического риска и др.
Выводы
1. Инженерная экология определяет способы и средства достиже­
ния экологически разумного компромисса между' человеком и приро­
дой.
2. Основой формирования антропогенного ландшафта являются
структурно-функциональные преобразования геосфер Вернадского,
которые приводят к разнохарактерным конечным результатам, даю­
щим возможность ставить и решать важные инженерно-экологиче­
ские задачи.
ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
13
3. Реальный процесс формирования и развития ПТГ сопровожда­
ется закономерным накоплением (потреблением) природных ресур­
сов и антропогенным изменением в этой связи биогеоценозов при­
родных ландшафтов или свойств экосистемы со стороны объектов
природы.
.......
4. Осуществляется оценка ПТГ на основе общей диаграммы со­
стояния экосистемы, построенной в масштабе каждого объекта при­
роды в единых условных единицах антропогенного изменения, и ко­
личественная оценка суммарных потерь по всем объектам окружаю­
щей природной среды, как фактическое отклонение регистрируемого
параметра от установленного нормативного значения.
Литература
1. Мазур И. И., Молдаванов О. И- Курс инженерной экологии: Учеб.-для
вузов / Под ред. И. К Мазура— М.: Высшая школа, 1999.— 447 с.
УДК 631:95
А. Ю. БРЮХАНОВ, аспирант
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ
И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА
В статье рассмотрены основные принципы оценки экологического ущерба
и наиболее подходящие методы его оценки для сельскохозяйственного произ­
водства.
В настоящее время проблема экологической безопасности охвати­
ла практически все страны мира. Эго связано с постоянно возрастаю­
щей антропогенной нагрузкой на окружающую среду, возникающей
в результате наращивания производственных мощностей. В результа­
те этого происходит множество негативных воздействий на окру­
жающую среду: обеднение и загрязнение почвы, заражение, загрязне­
ние поверхностных и грунтовых вод; загрязнение атмосферного возДуха и, как следствие всего этого, различные заболевания людей и
животных. Уже не секрет, что немалую долю в загрязнение окру­
жающей среды вносит сельскохозяйственная деятельность.