Кафедра географической экологии

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра географической экологии

Е. И. Галай

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Курс лекций для студентов специальности

Н 33.01.02 «Геоэкология»

 

 

Минск 2003

УДК 551.59:911.2

 

 

Автор-составитель

Е.И. Галай, доцент, кандидат географических наук

 

 

Рецензенты

О.В. Панасюк, доцент, кандидат географических наук

Н.А. Гецевич, доцент, кандидат биологических наук

Рекомендовано

Ученым советом географического факультета

200 г., протокол №

Галай Е.И.

Геоэкологические основы природопользования: Курс лекций для студентов специальности Н 33.01.03 «Геоэкология» / Е.И. Галай. Мн.: БГУ.

В курсе лекций рассматриваются основные исторические этапы взаимодействия общества с природой, раскрывается воздействие человека на природную среду, геоэкологические проблемы различных видов природопользования, природоохранные мероприятия. Рассматривается управление природопользованием и экономика природопользования.

Предназначен для студентов специальности «Геоэкология», «География».

 

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие …………………………………………………
Предмет и задачи курса …………………………………
Методы исследований в природопользовании
Взаимодействие человека и природных систем …
3.1. Исторические этапы взаимодействия общества и природы……
3.2. Воздействие природопользователей на природу.……………….
Геоэкологические проблемы различных видов природопользования…………………………………………..
4.1. Ресурсное природопользование…………….…………………….
4.2. Отраслевое природопользование………………………………...
4.2.1. Природопользование в энергетике…………………………
4.2.2. Сельскохозяйственное природопользование………………
4.2.3. Геоэкологические проблемы транспорта………………….
Классификация и основные направления   природо-охранных мероприятий………………………….
Управление природопользованием и природными системами………………………………………………………….
Международное сотрудничество в решении проблем природопользования……………………………
Литература …………………………………………………….

Предисловие

В эпоху научно-технической революции значительно возросло как прямое, так и косвенное воздействие человека на природу, что качественно изменило состояние окружающей среды и вызвало современный экологический кризис. Поэтому особое значение приобретает глубокий и всесторонний анализ проблемы взаимодействия общества и природы с целью разработки основ рационального использования природных ресурсов и создания здоровой для человека среды. В настоящее время такая разработка ведется в рамках научного направления природопользования. Природопользование двуедино. С одной стороны, это наука об общих принципах и методах использования природных ресурсов и условий, включая анализ воздействия человека на природу и влияние антропогенного изменения природной среды на человека. С другой стороны, природопользование понимается как деятельность по использованию природно-ресурсного потенциала, включая мероприятия по его восстановлению и сохранению. Природные ресурсы – источник существования человечества, эксплуатация которых в процессе хозяйственной деятельности непосредственно влияет на окружающую среду. Поскольку антропогенное воздействие на природу ведет к негативным последствиям, возникает необходимость в управлении природопользованием и регулировании природными процессами. Поэтому управление и регулирование становятся важным элементом деятельности природопользователей в процессе исполь-зования естественных ресурсов.

Учебная дисциплина «Геоэкологические основы природопользования» является одной из интегральных учебных географических курсов, базирующихся на всей системе географических, экологических и других наук. Курс знакомит студентов с системой знаний и методов исследований в области природопользования. В нем рассматриваются основные исторические этапы взаимодействия общества с природой, раскрывается воздействие человека на природные системы и последствия их антропогенных изменений, характеризуются различные виды природопользования и их влияние на окружающую среду. Геоэкологические проблемы отраслевого природопользования рассматриваются на примере одной из главных отраслей промышленности, а именно энергетики, и сельскохозяйственного производства. Кратко характеризуются проблемы ресурсного природопользования, освещаются природоохранные мероприятия, управление природопользованием, анализируются экономические вопросы природопользования.

При подготовке курса лекций использованы материалы учебников, учебных пособий по географии, экологии, геоэкологии, охране природы различных авторов.

 

Предмет, задачи курса

Природопользование – комплексная научная дисциплина, исследующая общие принципы рационального (для данного исторического этапа) использования природных ресурсов человеческим обществом.

По мнению Ю. Н. Куражского, «задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным пользованием природной средой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями».

Разработка общих принципов природопользования предполагает изучение и обобщение исторического опыта деятельности человека по освоению, преобразованию и охране природы. Разработка общих принципов природопользования осуществляется на основе всестороннего изучения антропогенных изменений природной среды в различных условиях. При этом выясняются общие и специфические закономерности взаимодействия общества и природы, особенности развития каждого из компонентов и их взаимовлияния. Важно также изучение современных условий, потребностей и возможностей оптимизации взаимодействия общества с природой, правильное прогнозирование дальнейшего поведения системы «природа – человек –общество». Первоначально природопользование отождествлялось с ресурсопотреблением. Однако рост производства привел к экологическим проблемам, что породило необходимость осуществления природоохранных мероприятий. Таким образом, развитие природопользования исторически шло от использования нужных свойств природы к их охране, а затем к воспроизводству, далее – к улучшению и совершенствованию.

Экологические аспекты взаимодействия человеческого общества и природы – предмет изучения дисциплины «Геоэкологические основы природопользования». Основными ее задачами являются:

1. Объективная оценка состояния природных ресурсов. Оценка проводится по целому ряду параметров: количеству, качеству, степени загрязненности, влиянию различных сфер человеческой деятельности на их воспроизводство и т. д.

2. Изучение воздействия природопользователей на природу, в т. ч. загрязнения окружающей среды, изменения природных процессов и др.

3. Исследование геоэкологических проблем различных видов природопользования (ресурсного, отраслевого, территориального).

4. Разработка экологического механизма охраны окружающей среды и развитие международного сотрудничества в области природопользования.

5. Совершенствование организационных основ управления природопользованием. Оптимизация взаимоотношений человека с природой рассматривается как необходимое условие существования человека.

Фундаментальными научными понятиями курса являются: «природопользование», «природные условия», «природные ресурсы», «природно-ресурсный потенциал», «окружающая среда», «загрязнение окружающей среды», «охрана природы».

Природопользование – это совокупность всех форм воздействия общества на природную среду с целью удовлетворения разнообразных потребностей. Понятие природопользования подразумевает наличие объекта и субъекта пользования. В качестве объекта выступает географическая оболочка, геосистема, ландшафт. Они рассматриваются как природные условия, вместилища или продуценты естественных ресурсов, приемники и редуценты отходов хозяйственно-бытовой деятельности. Субъектом пользования являются человечество в целом, государство, предприятие, отдельное лицо.

В процессе природопользования тесно соприкасаются и взаимодействуют три категории объектов: природные, технические и социальные. Эти объекты связаны между собой круговоротами вещества и энергии и образуют природно-производственные сочетания различных уровней. Их исследования требуют применения принципа комплексности, позволяющего выявить взаимосвязи между компонентами природно-хозяйственных систем, установить возможные последствия их функционирования для окружающей среды. Такой подход дает возможность найти пути рационального использования природно-ресурсного потенциала, повысить эффективность производства, определить антропогенные изменения геосистем.

Различают нерациональное и рациональное природопользование. Нерациональное природопользование – это система деятельности, не обеспечивающая сохранения природно-ресурсного потенциала (Реймерс).

Рациональное природопользование – это система деятельности, призванная обеспечить экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья населения (Реймерс).

Рациональное природопользование отличается следующими особенностями:

1) использование природных ресурсов должно сопровождаться их

восстановлением;

2) комплексное использование природных ресурсов;

3) вторичное использование природных ресурсов;

4) проведение природоохранных мероприятий, в т. ч. внедрение но-

вейших технологий с целью снижения антропогенной нагрузки   

на окружающую среду.

Первая особенность относится к возобновимым природным ресурсам, в частности к растительному и животному миру. Для их охраны создаются особо охраняемые природные территории, строго контролируется государством вырубка леса, охота на отдельные виды животных и т. д.

Вторая особенность природопользования относится в основном к исчерпаемым природным ресурсам. Здесь можно выделить две тенденции:

· использование одних и тех же ресурсов в разных отраслях хозяйства;

· более полное извлечение ресурсов на стадии добычи.

Перспективным направлением является комплексная разработка месторождений полезных ископаемых. Например, в месторождениях нефти попутными компонентами являются газ, сера, йод, бром, бор; в газовых – сера, азот, гелий. Наибольшей комплексностью характеризуются руды цветных металлов. Шлаки и шламы металлургических предприятий и отходы целлюлозно-бумажной промышленности – источник стройматериалов. Они заменяют щебень, песок, наполнители бетона, удешевляя строительные конструкции. В них содержатся микроэлементы, необходимые в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Из отходов обогатительных фабрик и металлургических заводов можно получить 40 наименований продукции. Отходы ТЭС – зола и шлаки – могут применяться в качестве строительного материала; вместе с вязким битумом успешно заменяют асфальтовые смеси и в 2,5 раза их дешевле.

Третья особенность природопользования – это вторичное исполь-зование природных ресурсов. Это позволяет, во-первых, экономить первичное сырье и энергию, во-вторых, уменьшить количество твердых отходов. Для переплавки металлов в сталь требуется в 10 раз меньше энергии, чем для выплавки стали из руды.

Четвертая особенность природопользования – это осуществление предприятиями природоохранных мероприятий. Большое значение имеет внедрение новейших технологий. Новейшие технологии разрабатываются по многим направлениям: энергосбережение, ресурсосбережение, вторичная переработка, очистка выбросов, мониторинг окружающей среды. К энергосберегающим технологиям относится использование нетрадиционных источников энергии: солнечной, приливной, геотермальной, биологической, ветровой.

Окружающая среда – это среда обитания и производственной деятельности человека. Нередко в это понятие включают элементы, характеризующие искусственную среду, созданную человеком.

Окружающая среда выполняет следующие функции:

1) ресурсовоспроизводящие – способность природных систем воспроизводить природные ресурсы;

2) средовоспроизводящие – способность природных систем сохранять в определенном интервале значений параметры окружающей среды, существенные для человечества или ресурсовоспроизводства;

3) природоохранные – это сохранение механизмов регулирования

связей между компонентами и структурами природных ком-

плексов;    

4) медико-географические, санитарно-гигиенические, эстетико-

психологические функции, характеризующие пригодность,

безопасность, привлекательность среды для жизни и деятель-

ности человека.

Природные условия – это тела и силы природы, существенные на данном уровне развития производительных сил для жизни и хозяйственной деятельности общества, но непосредственно не участвующие в материальной деятельности людей (Реймерс).

Природные ресурсы – это природные объекты и явления, используемые для потребления, способствующие созданию материальных богатств, воспроизводству трудовых ресурсов, поддержанию условий существования человечества и повышающие качество жизни (Реймерс).

Природно-ресурсный потенциал – это совокупность природных ресурсов, которые могут использоваться как средство производства и предметы потребления в хозяйственной деятельности человека.

Величина природно-ресурсного потенциала зависит от целого ряда факторов. Важнейшими из них являются: численность имеющихся в регионе природных ресурсов, их количественные и качественные характеристики (величина запасов, содержание полезного вещества, мощность пластов и т. д.), комплексность использования каждого вида ресурсов.

Природно-ресурсный потенциал территории изменяется вследствие, во-первых, исчерпаемости ресурсов, во-вторых, вовлечения в народохозяйственный оборот новых видов ресурсов.

Загрязнением называется поступление в окружающую среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов, энергии в количествах, вредных для здоровья человека, биоты, экосистем.

Охрана природы – это совокупность международных, государственных, региональных и локальных, административно-хозяйственных, технологических и других мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природы Земли и ближайшего к ней космического пространства (Реймерс).

В понятие «охрана природы» в разное время вкладывался различный смысл. До середины ХХ в. было распространено мнение, что основной целью охраны природы является охрана растительного и животного мира (в основном путем создания заповедников). Во второй половине ХХ в. стала очевидной многоаспектность проблемы.

2. Методы исследований
в природопользовании

Изучение проблем взаимоотношения общества и природы осуществляется с помощью различных методов, разработанных естественными и общественными отраслями знаний.

Методологической основой дисциплины является диалектический материализм – всеобщая теория познания объективного мира, в т. ч. и экологических проблем. Диалектический метод означает, что взаимодействие общества и природы рассматривается с точки зрения их всеобщей связи, перехода количественных изменений в качественные, раскрытия внутренних противоречий. Подходит к изучаемым явлениям и исторически, рассматривая их в движении, изменении и развитии.

Традиционным методом исследований в географии является картографический. С помощью этого метода дают оценку природных ресурсов, прогнозируют природные явления в регионах, недоступных непосредственному наблюдению, определяют природоохранные мероприятия, направленные на предотвращение опасных явлений, сохранение и воспроизводство природных ресурсов.

Большое значение в исследовании взаимодействия общества и природы имеет космический метод – метод дешифрирования аэрофотоснимков. Научная и практическая значимость этого метода обусловлена значительной обзорностью космических снимков и хорошим отражением на них взаимосвязей между компонентами природной среды и отдельными видами производственной деятельности, что позволяет изучить экологические процессы в динамике, осуществить прогноз и разработать природоохранные мероприятия.

Важным методом исследований является системный анализ. Суть его состоит в том, что предмет исследования рассматривается в качестве целостной системы, состоящей из взаимосвязанных элементов, причем в центре внимания находится изучение взаимосвязей и взаимодействия между этими элементами. Системный подход к изучению природопользования позволяет исследовать сложные взаимосвязи отдельных процессов по эксплуатации и воспроизводству природных ресурсов, охране либо восстановлению качественного состояния окружающей среды.

Одним из главных методом в природопользовании является нормативный. Используются различные нормативы – предельно допустимые концентрации, предельно допустимые выбросы, нормативы отходов ресурсопотребления, экономической эффективности экологических затрат и др.

Основной величиной экологического нормирования содержания загрязняющих веществ в природных компонентах является ПДК. ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека. При определении ПДК учитывается влияние загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

В настоящее время установлены ПДК вредных веществ для воздушной и водной среды и сравнительно недавно начаты исследования по разработке ПДК загрязняющих веществ для почвы.

Для санитарной оценки воздушной среды используется ПДК для рабочей зоны (р. з.), максимально разовая (м. р.) и среднесуточная (с. с.). ПДК р. з. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течение 8 ч за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья. При этом рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположены места пребывания работающих.

ПДК м. р. – максимально разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных пунктов, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДК с. с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

В СНГ и сопредельных странах нет единых общегосударственных норм качества воды, т. к. ее пригодность определяется конкретными требованиями отдельных видов водопользования.

Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены следующими факторами:

1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.

2. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водопользования населения.

3. При нормировании учитывается непосредственное влияние химических веществ на организмы, а также влияние на органолептические свойства воды и процессы ее самоочищения.

4. Для водных объектов, используемых населением, устанавливаются единые гигиенические нормативы.

Качество поверхностных вод нормировано для хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования. Самые высокие требования предъявляются к питьевой воде. В воде определяют такие показатели, как вкус, запах, цвет, прозрачность, безвредность ее химического состава и эпидемиологическую безопасность. Вкус воды обусловлен растворимыми в ней веществами. Нередко неприятный привкус и запах сообщают воде продукты разложения животных и растительных организмов, например Н₂S, CO₂. Питьевая вода в любое время года не должна содержать менее 4 г/м³ O₂, а наличие в ней минеральных примесей (мг/л) не должно превышать: Cl – 350; сульфатов (SO₄^2-) –500; Fe (²⁺и³⁺) – 0,3; Mn²⁺ – 0,1; Cu²⁺ – 1,0; Zn²⁺ – 5,0; Al³⁺ – 0,5; метафосфатов (РО₃) – 3,5; фосфатов (PО₄^3-) – 3,5; сухого остатка – 1000. Общая минерализация воды не превышает 1000 мг/л.

Запах воды зависит от химического состава примесей и от растворенных в ней газов. Различают запахи естественного происхождения (от живущих и отмирающих организмов, воздействия почв и грунтов) и искусственного происхождения (от случайного попадания сточных вод, от реагентов, используемых для обработки воды). Интенсивность запаха воды оценивается по 5-балльной системе, причем для питьевой воды при температуре 20 – 60 ⁰C она не должна превышать 2 баллов.

Степень прозрачности воды зависит от количества содержащихся в ней взвешенных частиц. Взвеси портят вкус воды и служат благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий. В водопроводной воде концентрация взвешенных веществ не должна превышать 1,5 мг/л.

Строго регламентированы реакция среды, которая в питьевой воде должна быть близка к нейтральной (рН 6,5 – 8,5), и температура воды. Содержание в питьевой воде большого количества растворимых солей Mg и Са ухудшает вкус воды и обуславливает ее жесткость. Допускается жесткость воды не выше 7 ммоль. Вопрос о доброкачественности питьевой воды решают путем определения количества кишечных палочек в 1 л воды. Согласно нормам, в 1 л питьевой воды может содержаться не более трех бактерий группы кишечных палочек.

Для водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях, также установлены нормативы качества воды применительно к двум категориям:

1. Использование водных объектов для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию О₂.

2. Использование водных объектов для других рыбохозяйственных целей.

Используемые в настоящее время методы оценки качества воды с помощью системы ПДК загрязняющих веществ не дают полного представления о состоянии природной воды. Различные вещества могут поступать в природную воду в количествах, соответствующих ПДК, но во много раз превышающих их естественные концентрации в водной среде. Современная промышленность ежегодно создает новые вещества, установление их ПДК запаздывает. Таким образом, существующие ПДК, разработанные санитарно-гигиенической службой, далеко не полностью отражают влияние химических веществ на водные экосистемы.

Нормирование загрязняющих веществ в почве проводят по трем направлениям:

1. Нормирование содержания средств защиты растений в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий.

2. Нормирование накопления токсичных веществ на территории предприятий.

3. Нормирование загрязненности почвы в жилых районах, главным образом в местах временного хранения бытовых отходов.

Загрязняющие вещества в пахотном слое почвы нормируются по двум показателям: предельно допустимым (ПДК) и временно допустимым концентрациям (ВДК).

Критерии выделения ПДК в почвах не разработаны. ПДК загрязняющих веществ в почвах определяются не только их химической природой и токсичностью, но и особенностями самих почв. Почвы изменяются по природным зонам. Поэтому не могут быть установлены унифицированные уровни ПДК.

При определении ПДК загрязняющих веществ в почве особое внимание уделяется тем соединениям, которые могут мигрировать в атмосферу, грунтовые или поверхностные воды или накапливаться в растениях.

Из почвы, из воздуха загрязняющие вещества могут поступать в продукты питания, а далее – в организм человека. К загрязняющим веществам в пищевых продуктах относятся тяжелые металлы, синтетические химические соединения, пестициды, нитраты, радионуклиды, токсины микроорганизмов. Они нормируются по нескольким показателям: предельно допустимым (ПДК_пр), временно допустимым (ВДК_пр) концентрациям, максимально допустимым уровням (МДУ).

На здоровье человека оказывают влияние вибрация, лазерное излучение, напряженность электромагнитного поля, шумовое загрязнение среды. Для нормирования указанных видов воздействий используют предельно допустимые уровни.

Широко используется для исследования антропогенного изменения природной среды мониторинг.

Геоэкологический мониторинг – это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Система мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию: о состоянии окружающей среды; об источниках воздействия; о допустимости изменений и нагрузках на среду в целом; о существующих резервах биосферы.

По масштабам обобщения информации различают глобальный, региональный и импактный мониторинг.

Глобальный мониторинг – это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.

Региональный мониторингохватывает отдельные регионы, которым присущи процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.

Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга:

· биологический (с помощью биоиндикации);

· дистанционный (авиационный и космический);

· аналитический (химический и физико-химический анализ).

По объектам наблюдения выделяются:

1) мониторинг отдельных компонентов (почвы, воды, воздуха);

2) мониторинг биологический (флоры и фауны).

Особым видом мониторинга является базовый, т. е. слежение за состоянием природных систем в отсутствии регионального антропо-генного воздействия (биосферные заповедники). Целью базового мони-торинга является получение данных, с которыми сравниваются резуль-таты, полученные другими видами мониторинга.

В последнее время широко внедряются в практику научных исследований методы моделирования.

Моделирование – это составление моделей, в той или иной степени подобных оригиналу. Модели изменяют размеры природных систем, ускоряют или замедляют процессы, позволяют упростить сложные природные системы, вычленив ограниченное количество элементов. Модели классифицируются по назначению (теоретические и поиско-вые), по логическим путям построения (дедуктивному и индуктивному и их совмещению), по степени отражения динамических процессов (статические и динамические), по физической сущности моделируемых процессов (обмен веществом, энергией, информацией) и по другим признакам.

Модели принято делить на две группы: материальные (предметные) и идеальные (мысленные). Из материальных моделей наиболее широко распространены в природопользовании физические модели. Например, при создании крупных проектов, таких, как строительство ГЭС. Вначале строятся уменьшенные модели устройств и сооружений, на которых исследуются процессы, происходящие при заранее запрограм-мированных воздействиях.

Во второй половине ХХ в. большое значение приобретают идеальные модели: математические, кибернетические, имитационные, графические.

В качестве научной основы природопользования используется модель геосистемы. Эта модель применяется для прогнозирования, а также с целью управления природопользованием посредством воз-действия на один компонент для получения положительного эффекта от другого.

Природная геосистема рассматривается как простая географическая модель, саморегулирующаяся система. Ее целостность поддерживается взаимосвязью природных компонентов. Более сложными моделями являются природно-техническая геосистема и интегральная. В при-родно-технических системах техника и природа представлены как элементы одной системы. Используя данные модели, можно проследить цепочку: воздействия на природный комплекс – изменения комплекса – последствия изменения природы для человеческой деятельности – из-менение деятельности и т. д. Посредством таких моделей можно углу-бить представления о механизме взаимодействия техники на природу.

Интегральная геосистема в качестве своих элементов включает население и орган управления, который принимает и контролирует решения. Для рационального природопользования это очень важно, так как ставится задача выработки системы мер по сохранению целостности геосистемы.

Моделирование состоит из нескольких этапов. Первый этап моделирования – это качественный анализ. На его основе формируются задачи и выбирается вид модели. Модель должна соответствовать двум требованиям: отражать те особенности оригинала, которые выступают в качестве предмета познания, и должна быть адекватна оригиналу. Второй этап моделирования – это математическая реализация логической структуры модели. С применением математических методов выводятся зависимости в модели. Третий этап моделирования предусматривает проверку соответствия модели оригиналу. Для этого проводится эмпирическая проверка – сравнение полученных данных с результатами наблюдений за оригиналом. Четвертый этап моделирования – изучение модели, экспериментирование с моделью. Основная цель этапа – выявление новых закономерностей и исследование возможностей оптимизации структуры и управление поведением моделируемой системой, а также пригодность модели для прогнозирования.

Прогнозирование (экологическое) – предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человечества. Главной целью прогноза является оценка предполагаемой реакции окружающей среды на воздействие человека, решение задач будущего рационального использования природных ресурсов в связи с ожидаемыми состояниями окружающей среды.

Прогнозы классифицируют по времени, по масштабам прогнозируемых явлений и по содержанию. По времени различают следующие виды прогнозов: сверхкратковременные (до одного года), краткосрочные (до 3 – 5 лет), среднесрочные (до 10 – 15 лет), долгосрочные (до нескольких десятков лет), сверхдолгосрочные (на тысячелетия и более).

По масштабам прогнозируемых явлений прогнозы делятся на четыре группы: глобальные, региональные, национальные (государственные), локальные. По содержанию прогнозы относятся к конкретным отраслям наук: метеорологические, экологические и др.

Прогнозирование в природопользовании характеризуется следующими особенностями:

1. Природа развивается по своим законам, знание которых всегда относительное.

2. Вмешательство в природную среду большей частью обусловлено законами, которые действуют в человеческом обществе.

3. Природные ресурсы и объекты планеты взаимообусловлены, взаимосвязаны, в т. ч. с другими космическими телами. Это затрудняет прогноз.

4. Последствия антропогенного воздействия на природу сказываются на состоянии здоровья человека, которое зависит и от социально-экономических факторов. Учесть влияние каждого из этих факторов на здоровье населения сложно.

5. При прогнозировании последствий ухудшения состояния природной среды на человеческий организм возникают трудности учета сопротивляемости, устойчивости, приспосабливаемости организма как промежуточного звена природной среды.

6. Прогнозирование природопользования должно быть осуществлено на основе прогноза социально-экономического развития на всех уровнях (регион, страна и т. д.).

7. Прогнозирование природопользования непосредственно связано с прогнозом развития научно-технического прогресса.

8. Использование опыта и результатов международного разделения труда, территориальной организации производства.

Основными принципами прогнозирования в природопользовании являются следующие:

1. Системный принцип предполагает неразрывность прогнозирования во времени и пространстве.

2. Принцип объективности, научной обоснованности.

3. Принцип совпадения, адекватности: совпадение теоретических моделей с практическими проявлениями.

4. Вариантность, альтернативность. В процессе составления оценки воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду в проектах и решениях обычно требуется представление альтернативного варианта как предполагаемого решения, так и ожидаемых последствий.

Прогнозирование изменений природных систем производится раз-личными методами. По признаку информационного основания их можно разделить на три основных класса: фактологические методы, методы моделирования и экспертизы. В практике прогнозирования чаще используются фактологические методы, т. к. они позволяют качественно и количественно описать природные системы. К фактологическим методам относится метод экстраполяции, аналогий, функциональных зависимостей.

Метод экстраполяции – это продление существующих тенденций во времени. Сущность метода аналогий состоит в том, что закономерности развития процесса, изученные на первом природном комплексе (аналоге), переносятся с определенными поправками на другой комплекс. Прогнозирование возможно при наличии аналога и сходстве его с объектом прогноза.

Метод функциональных зависимостей состоит в использовании для прогноза количественных и качественных зависимостей, установленных между формирующими факторами и показателями прогнозируемого процесса. Они выражаются в виде графиков связей, уравнений регрессии, корреляционных таблиц. В последнее время широко применяются методы моделирования. Прогноз составляется на основе исследований моделей природных систем.

Методы экспертизы основаны на выявлении изменений природы путем изучения мнения экспертов.

Геоэкологические основы природопользования – это комплексная наука, которая использует факты и обобщения других естественных и общественных наук и заимствует приемлемые для нее методы исследования. Из всего разнообразия применяемых методов нами рассмотрены основные.

 

Общества и природы

Характер взаимоотношений человека с природой в процессе развития общества изменялся под влиянием как биологической, так и социальной эволюции человечества. Диалектика этих взаимодействий определяется особым положением человека в природе: с одной стороны, человек является биологическим существом, а с другой – социальным, посредством своей деятельности противопоставляющим себя остальной природе.

Общая продолжительность времени, в течение которого осуществляются эти взаимодействия, не менее 3,5 млн лет. Таков возраст находок костей древнейших людей (архантропов), следов