Тема 8. Мониторинг природно-технических геосистем

1.Мониторинг городского ГС.

2.Мониторинг воздействия поллютантов на здоровье человека..

3.Мониторинг сельскохозяйственных, мелиоративных и водохозяйственных природно-технических геосистем.

Цель лекции: направлено на создание нового качества территории как окружающей среды.

Ключевые слова: опережающее управление, природный ландшафт, система общество.

 

Природообустройство направлено на создание нового качества территории как окружающей среды. Под качеством окружающей среды в данной местности понимают ценностную характеристику функционального единства существенных ее свойств, новую внутреннюю и внешнюю определенность, относительную устойчивость, отличие ее от одних местностей и сходство с другими. Мелиорация земель различного назначения придает им новое качество в соответствии с требованиями конкретных землепользователей, например, в сельском хозяйстве - это прежде всего плодородие почвы, при этом почва выступает как среда обитания для сельскохозяйственных растений. При мелиорации земель лесного фонда учитываются требования леса к окружающей среде. При мелиорации земель населенных пунктов учитываются требования градостроительства к рельефу местности, прочности грунтов как оснований сооружений, глубинам и качеству подземных вод, контактирующих с подземными сооружениями; учитываются санитарно-гигиенические требования к качеству воздуха, почв, вод и другие. При рекультивации земель стоит задача восстановления качества окружающей среды, нарушенного при интенсивном природопользовании (добыче полезных ископаемых, рубке леса и т. п.). Требования к качеству восстанавливаемых территорий также зависят от вида будущего их использования. Природоохранное обустройство территорий также главной своей целью ставит создание окружающей среды нового качества.

Достижение нового качества окружающей среды, поддержание его на требуемом уровне осуществляется созданием техноприродных систем, т. е. природных систем, в которые человек встраивает искусственные блоки в виде сооружений, элементов и т. п.

 

Понятия об управлении

Воздействие человека на ландшафты обязательно сопровождается управлением природными процессами. С помощью управления человек поддерживает заранее выбранное состояние природной или техноприродной системы. Это может быть прежнее или вновь приобретенное состояние, обеспечивающее устойчивость геосистемы, необходимый режим функционирования, выполнение целевой производственной функции. Систему, осуществляющую функцию управления, называют системой управления. Она состоит из двух подсистем: управляющей (субъект) и управляемой (объект). Управляющая подсистема выдает управленческие команды и имеет инструменты управления, а управляемая -- принимает эти команды и согласно им через средства управления перестраивается. Направление связи от субъекта к объекту - прямая связь, а от объекта к субъекту - обратная.

К субъектам управления природопользованием или природо-обустройством относят научные, проектные, производственные, природоохранные, контролирующие организации.

Объектом управления выступают геосистемы и техноприродные системы различного масштаба и уровня.

Управлять природопользованием или природообустройством сложно, так как, во-первых, геосистемы - открытые системы, непрерывно обменивающиеся веществом и энергией, а во-вторых - это сложные системы в функционировании, динамике и эволюции. Здесь происходят изменения под влиянием естественных и техногенных факторов, когда процессы саморегулирования и самоорганизации геосистем сопровождаются процессами управления.

Управление может быть мягким и жестким. Мягкое управление основано на использовании субъектом естественных механизмов саморегулирования объекта. Например, окашивание, прополка сорняков, создание лесополос, рыхление, залужение. Жесткое управление осуществляется прямым техногенным воздействием субъекта на управляемый объект, строительством инженерных систем природообустройства (мелиоративных, рекультивационных, водохозяйственных, противостихийных и др.).

При организации управления природными процессами и поддержания заданных режимов необходимо разбираться в цепочках природных связей в геосистемах, обратимых или необратимых реакциях в ландшафте, устойчивости или изменчивости его состояний, скоростных условиях протекания процессов, видах локальной и региональной трансформации. Имея подобную информацию о цепочках взаимосвязей, выбирают наиболее приемлемые места, воздействуя на которые преобразуют компоненты геосистемы. Логическая последовательность воздействий и образует систему управления природными процессами. Необходимого эффекта в управлении добиваются через изменение свойств природных компонентов и через поддержание требуемых режимов их функционирования.

В управляющей деятельности техноприродными системами выделяют два взаимосвязанных этапа: опережающего и оперативного управления. Опережающее управление заключается в изучении объекта, проектировании технических систем, строительстве техноприродных систем, а оперативное -- в регулировании процессов в природно-технических системах. Через механизмы обратной связи информация о состоянии природно-технической системы передается человеку, который корректирует дальнейшее управление. Основная роль аналитика в управлении процессами функционирования природно-технических систем в ландшафтах--научное обоснование рациональных форм природопользования и природообустройства, выбор мягких или жестких форм регулирования, предварительное исследование ландшафта.

Опережающее управление - это комплекс последовательных и связанных между собой действий, состоящих:

из сбора исходной информации, содержащей объективные сведения о современном и будущем состоянии природных геосистем: их функционировании, динамике, эволюции, ресурсах ландшафта, фактических антропогенных нагрузках и загрязнении компонентов геосистем; использования литературных данных, фондового накопления стационаров, проектов, аэро- и космической съемки, топографических и специальных карт, природно-хозяйственного мониторинга; анализа полученной информации на соответствие изучаемого ландшафта экономическим потребностям общества, планируемых видов хозяйственной деятельности, сопутствующих антропогенных нагрузок, вероятных последствий при переводе ландшафта в другое состояние;

ландшафтно-экологического прогноза, позволяющего предсказать последствия антропогенного природопользования и природообустройства; рассмотрения для определения направлений, скорости и масштабов предстоящих изменений геосистем разных уровней; типов изменений: целенаправленных (осознанно изменяемых), нецеленаправленных (сопутствующей взаимосвязи), естественных (без участия человека). Прогнозирование можно осуществлять на математических моделях, описывающих изменение природных геосистем под влиянием проектируемых инженерных объектов и разных видов использования;

оценки изменений геосистем для выбора наилучшего варианта хозяйственного использования территории. У субъекта выделяют два основных направления: технологическое (производственное) и социально-экологическое. Технологическая оценка -- степень пригодности геосистемы для какого-либо вида хозяйственной деятельности (инженерно-строительной, сельскохозяйственной, лесохозяйственной и т.д.). Социально-экологическая оценка рассматривает изменения природной среды для жизни и деятельности людей;

проектирования техноприродных систем -- выбора территории для их размещения, назначения наиболее рациональных параметров и режимов эксплуатации технических сооружений и устройств, нормирования нагрузок на геосистемы и окружающие территории с учетом их устойчивости, прогнозирования соотношений между техникой и природой, разработки природоохранных мероприятий;

экологической экспертизы, заключающейся в согласовании планов хозяйственного развития с природно-ресурсным потенциалом территории. При этом критериями оценки являются правовые нормы, ГОСТы, СНиПы, нормативы ПДК и др.

В заключение проекта дают выводы и рекомендации экологического анализа.

Оперативное управление -- это регулирование, т. е. частный случай управления. Опережающее управление позволяет спланировать перевод геосистемы (ландшафта) из природного состояния в техноприродное (геотехническое). В дальнейшем работа геотехнической системы невозможна без оперативного управления. С помощью регулирования воздействуют на геотехническую систему, обеспечивая ее проектное состояние. Для этого контролируют измерения управляемых переменных и сравнивают их с заданными характеристиками. Регулирующая система ликвидирует отклонения в объекте регулирования.

Оперативное управление техноприродными системами возможно через цепи природных связей, круговороты в разных системах (почва -- растение и др.) или через изменение процессов, свойств компонентов геосистемы.

Круговороты и процессы в техноприродных системах можно регулировать с помощью технических сооружений, устройств, различных технологических приемов. Жесткое управление осуществляют с помощью инженерно-технических сооружений, мягкое -- с помощью природных механизмов саморегулирования ландшафта.