ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ ОБЩЕСТВО ПРИРОДА Биосфера и человек

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ "ОБЩЕСТВО—ПРИРОДА" Биосфера и человек. Природные блага По мере развития человечества в биосфере происходит индустриализация фазы преобразования природы человеком и соответственно растут воздействия как человека на биосферу, так и биосферы на человека. 1) Опромышленна я фаза преобразования природы человеком; 2) скотоводческоземледельческа я; 3) индустриальная

Природные блага Совокупность природных ресурсов и природных условий жизни общества, которые используются человеком в настоящее время или могут быть использованы в обозримом будущем. Природные безвозмездные блага: • любое вещество или сила, которые сами не являются продуктами труда; • не имеют цены в экономическом смысле; • обладают для общества потребительской стоимостью; • могут быть использованы для производства и для потребления. Природные безвозмездные блага долгие годы считались неисчерпаемыми.

Биогеоценозы, создаваемые человеком. Агроценозы, технобиогеоценозы и урбабиогеоценозы Природные биогеоценозы — это биогеоценозы, в которых процессы протекают без прямого участия человека. В результате антропогенной деятельности формируются своеобразные биогеоценозы: агроценозы, технобиогеоценозы, урбабиогеоценозы. Агроценозы (сельскохозяйственная деятельность человека); технобиогеоценозы (промышленная деятельность); урбабиогеоценозы (поселения человека). Примеры: искусственно создаваемые луга, поля, пастбища, топливно-энергетические комплексы, промышленные предприятия, крупные города и поселки.

Схема технобиогеоценоза

Нообиогеоценоз Особенность современного этапа развития общества: производственная деятельность человека становится соизмеримой частью природных круговоротов веществ и потоков энергии. Производственная деятельность становится функционально необходимым компонентом биосферы.

Структурная схема материально-энергетической единицы техносферы

Природно-промышленная система. Принципиальные схемы структуры природно-промышленной системы Новая искусственная экологическая система называется природно-промышленной системой. Включает: • экологическую систему объектов промышленного производства (созданную человеком), • экологическую систему и элементы природной среды.

В зависимости от назначения и целей использования выделяют следующие структуры природнопромышленных систем: • компонентная; • иерархическая; • функциональная; • морфологическая.

Компонентная структура Компонентами природно-промышленной системы приняты ее однородные по составу части, наделенные определенными функциональными признаками. Компонентная структура нообиогеоценоза включает: сообщества (экотоп, биоценоз, нооценоз); компоненты (почва, недра, гидросфера, атмосфера, фитоценоз, зооценоз, микробоценоз, общество, средства труда и продукты труда). Природно-промышленная система, содержащая перечисленные сообщества и компоненты, является классической природно-промышленной системой.

Иерархическая структура базируется на четырех основах: • пространстве; • времени; • организации; • научных исследованиях. Пространственная иерархия ППС (рис. ) выражается следующей последовательностью (снизу вверх): • ноосфера (глобальная); • территориально-производственный комплекс (ТПК); • природно-промышленный комплекс (элемент ТПК); • элементы ППС.

Иерархия времени природно-промышленных систем Одной из задач инженерной экологии является определение интенсивности взаимодействия производства с природной средой, степени его рациональности и комплексности. Иерархия времени лучше всего подходит для решения этой задачи (постоянно, длительно, кратковременно, мгновенно). Прогноз изменения состояния экосистем в этом случае можно дать используя иерархию времени (раздел «Функционирование ППС» ).

Иерархия организации природно-промышленной системы раскрывает уровни структурной дифференциации объектов, выделяемых для инженерно-экологического исследования. Опираясь на этот методический подход и принимая за элементарную природно-промышленную систему нообиогеоценоз, представим структуру нообиогеоценоза в иерархии организации (рис. ).

Пример иерархии организации ППС

Иерархия научных исследований • На первом уровне детализации научных исследований нообиогеоценоза как элементарной природнопромышленной системы объектами исследований являются биогеоценозы и антропогенезы, их структура и основные свойства. • На втором уровне детализации в качестве объектов исследований являются сообщества. • На третьем уровне — компоненты: продукты труда, общество, средства труда, литосфера, гидросфера, атмосфера, фитоценоз, зооценоз и микробоценоз. • На четвертом уровне — элементы сред, из которых состоят природно-промышленные комплексы: сырье, продукция, личности, группы, классы, материалы, производства, вещества, образования (субстраты), клетки, организмы, и т. п.

Функциональная структура, базируется на специфике образования системы и совокупности взаимодействующих структурных единиц. Наиболее сложной задачей при определении функциональной структуры являются природнопромышленные и территориально-промышленные комплексы (характеризуются большим количеством компонентов и функциональных связей). Функциональная структура позволяет: исследовать структурные единицы, находящиеся во взаимодействии (обмен веществ, энергии, информации); выделить структурные единицы, оказывающие влияние (производства) и испытывающие это влияние; выделить структурные единицы, оказывающие воздействие (источники воздействия) и испытывающие его; выделить структурные единицы (реципиенты), в которых проявляются последствия. (Подробнее в разделе «Функцирнирование ППС» ).

Функциональная структура природнопромышленной системы

Результат построения функциональной структуры – установление объектов и предметов исследования. Первый пример: объект исследования – зона влияния отвала, предмет исследования – процесс сдувания пыли и распространение ее в атмосфере и последствия загрязнения пылью всех компонентов системы. Второй пример: объект исследования – система водоснабжения и водоотведения в поселке, предмет исследования – образование сточных вод, их очистка и разбавление водами реки, а также последствия загрязнения вод реки в биоценозе и экотопе.

Морфологическая структура Особенности: пространственное размещение всех компонентов нооценоза, биоценоза или экотопа и их элементов во взаимосвязи с учетом последствий взаимодействия. Представляет собой структурное оформление пространственных и функциональных связей и отношений между источниками воздействия и объектами, воспринимающими воздействия и изменяющиеся от них.

Элементы для построения морфологической структуры природно-промышленной: контуры, ареалы, слои и зоны. Контур — это граница, отделяющая компоненты или элементы системы друг от друга, условно показанная на карте-схеме и соответствующая по конфигурации этой линии в натуре. Особый интерес представляют контуры структурных изменений, возникших в результате воздействия производства на природную среду. Изменения числа, формы и расположения элементов и компонентов относят к одному виду— нарушениям.

В результате воздействия производства нарушения могут произойти в любом компоненте и элементе природной среды. При классификации они разделяются на типы: • геомеханические (в литосфере); • гидродинамические (в гидросфере); • аэродинамические (в атмосфере); • биоморфологические (в биоценозе). Биоморфологические нарушения подразделяются на подтипы: • фитоценотические; • зооценотические; • микробоценотические.

Геомеханические нарушения

Гидродинамические нарушения

Аэродинамические нарушения

Биоморфологические нарушения

Совокупность контуров выделенных форм нарушений составляет особую морфологическую единицу ППС — зону структурной перестройки. Границей этой зоны является ломаная непрерывная линия, проходящая по внешним сторонам форм нарушения, т. е. сам контур должен находиться внутри зоны. В пределах зоны могут оказаться отдельные ненарушенные части нарушенных компонентов. Ареал — это оконтуренное пространство, в котором элементы ППС находятся в рассеянной (неоднородной) форме. Границей ареала служит условная линия, являющаяся геометрическим местом точек с одинаковой (заданной) плотностью или концентрацией.

Выделившиеся в результате технологических процессов вещества (жидкие, твердые, газообразные), попадая в природные компоненты, накапливаются, рассеиваются или мигрируют в природных системах и образуют особый вид изменения их качественных характеристик — загрязнение. Участки этих изменений могут быть оконтурены по количественным показателям (концентрация загрязняющих веществ) условной линией — границей ареала. В соответствии с названием компонентов ППС, в которых зафиксировано наличие загрязняющих веществ, можно выделить следующие типы загрязнения: геохимические (в литосфере), гидросферные, атмосферные и биоценотичеокие (табл. ).

Загрязнение

Конфигурации ареалов гидросферного и атмосферного загрязнения А). Гидросферное: а – береговой выпуск, водоток; б – русловой выпуск, водоток; в – береговой выпуск, водоем; г – русловой выпуск, водоем. Б). Атмосферное: д – факел; е – шлейф; ж – пылегазовое облако.

Ареалы атмосферного загрязнения

Совокупность структурных и функциональных единиц морфологической структуры природно-промышленной системы характеризует ее в одной плоскости —в плоскости "поверхности Земли". Каждая природно-промышленная система обладает и вертикальной дифференциацией, оказывающей значительное влияние на характер функционирования системы. В качестве элементов морфологической структуры природно-промышленной системы "по вертикали" принимаются слои. Слой — это элемент морфологической структуры, с помощью которого производится вертикальная дифференциация либо структуры в целом, либо ее отдельного контура или ареала.

В общем виде в ППС выделяют следующие слои: • атмосферный; • растительный; • педосферный (почвенный слой Земли, зависящий от состояния среды всех трех подсфер, оказывается наиболее ранимый при нарушении любой из них); • гидросферный; • литосферный. Каждый из слоев включает несколько горизонтов. Например, горизонты грунтовых и подземных вод.

Наиболее крупной единицей морфологической структуры природно-промышленнои системы является зона. В результате воздействия производства на природную среду возникает несколько зон экологических изменений: структурной, функциональной и информационной перестройки. Морфологическая структура природно-промышленной системы является совокупностью элементов (контуров, ареалов, слоев, зон). По каждому компоненту, выделенному по совокупности признаков природно-промышленной системы, составляется инженерно-экологическая карта-схема.

Структурные элементы природно-промышленной системы 1— 4 соответствуют зоне информационной перестройки, 5— 8 зоне функциональной перестройки; 9— 11 зоне структурной перестройки. 1, 6, 9 — пашни, 2, 7, 10 —лес, 3, 8, 11 —сенокосы, 4, 5—жилой массив, 12—насыпи, 13— затопление, 14— промплощадк и.

Инженерно-экологическая карта включает элементарные ППС. • Они выделяются по совокупности признаков, отражающих процессы их формирования и функционирования. • При построении карты применяются генетические классификационные признаки отдельных компонентов и классификационные признаки их изменений (нарушения и загрязнения). • Для анализа каждой из выделенных ППС могут быть использованы комплексные показатели, обобщающие и характеризующие их структуру и функционирование.