Закономерности формирования и функционирования геосистем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Понятие природно-технической геосистемы, закономерности ее формирования и функционирования

1.1 Понятие природно-техничекой геосистемы

1.2 Классификация геосистем

1.3 Свойства природно-технических геосистем

1.4 Возраст природно-технических геосистем

1.5 Изменение природно-технических геосистем

1.6 Использование и преобразование природно-техгических геосистем

Глава 2. Характеристика и инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля и мониторинга

2.1 Характеристика экологического контроля: цели, задачи, функции

2.2 Инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля

2.3. Комплексный инженерно-экологический мониторинг

Заключение

Список литературы

Введение

геосистема экологический природный инженерный

Любое техническое сооружение, созданное человеком, тесно взаимодействует с природой. Техника (от греч. techno -- искусство, мастерство) представляет собой совокупность средств и механизмов, используемых для осуществления производства или обслуживания потребностей общества.

Основное назначение техники -- полная или частичная замена функций человека в целях повышения производительности или облегчения труда.

Современный период характеризуется бурным развитием техники. За вторую половину XX в. человечество изобрело и создало технических средств больше, чем за все предыдущие века.

Техника и природа тесно взаимодействуют друг с другом. С помощью техники человек удовлетворяет многие свои потребности. Но техника оказывается главной причиной тех антропогенных изменений, которые происходят в природе и являются нежелательными для всех обитателей биосферы.

Под влиянием производственной деятельности образуется новая формация, которую определяют как техносферу Земли или природно-техническую геосистему. В ряде литературных источников ее называют также эколого-экономической или социально-экономической системой.Природно-техническая экосистема -- это совокупность совместно присутствующих и постоянно взаимодействующих между собой природных и промышленных объектов. Она формируется в результате человеческой деятельности.

Такие системы возникают в любом регионе. Строительство новых объектов, эксплуатация действующих инженерных сооружений, функционирование заводов, электростанций -- это все примеры хозяйственной деятельности человека.

Она призвана удовлетворить определенные потребности современного общества -- обеспечить комфортные места проживания людей, добычу топливно-энергетических ресурсов, производство промышленной и продовольственной продукции и т.д.

Цель данной работы заключается в выявлении оптимальных способов экологического контроля и мониторинга природно-технических геосистем.

Объект исследования- природно-технические геосистемы.

Предметом исследования является экологический контроль и мониторинг природно-технических геосистем.

Задачи исследования:

- определить понятие природно-технических геосистем;

- определить понятие экологического контроля природно-технических геосистем;

- ознакомиться с инженерно-методическими вопросами нормирования экологического контроля;

- ознакомиться с задачами комплексного инженерно-экологического мониторинга.

Глава 1. Понятие природно-технической геосистемы, закономерности ее формирования и функционирования

1.1 Понятие природно-техничекой геосистемы

Геосистема (от греч. geo - Земля и systems - целое, составленное из частей) - фундаментальная категория геоэкологии. По В. Б. Сочаве, который ввел понятие, геосистема - особый класс управляющих систем, земное пространство всех размерностей, где отдельные компоненты природы (геоморфологические, климатические, гидрологические и др. и экосистемы) находятся в системной связи друг с другом - объединены процессами гравитационного перемещения твердого материала, влагооборотом, биогенной миграцией хим. элементов, взаимодействуют с космической сферой и человеческим обществом как определенная целостность. По данной трактовке геосистема выступает как синоним терминов «географический ландшафт» (в его общем понимании) и «природный территориальный комплекс». Такая трактовка не может быть принята, т. к. большинство геосистем ландшафтными комплексами не являются.

Геосистемы так же можно определить как сложные земные образования, включающие в себя одновременно элементы природы, населения и хозяйства. Целостность таких образований определяется с помощью указаний на прямые, обратные и преобразованные связи между хозяйством, населением и природой.

Геосистемы могут быть природные, социально-экономические, природно-технические.

Различают геосистемы, состоящие только из природных элементов, - природные геосистемы и из элементов природы, населения и хозяйства - интегральные.

Природная геосистема - это участок земной поверхности, где отдельные компоненты природы и комплексы меньших рангов находятся в тесной связи друг с другом и который как целое взаимодействует с соседними участками, космической сферой и человеческим обществом. Природные геосистемы могут иметь различные размеры, соответствующие порогам географической реальности.

В настоящее время на Земле почти не осталось абсолютно не затронутых воздействием человека природных геосистем. Поэтому на большей части земного пространства природная геосистема может быть рассмотрена лишь как природная составляющая более сложных интегральных геосистем, в том числе и природно-технических. Однако следует помнить, что, даже находясь под интенсивным влиянием человеческой деятельности, природная составляющая продолжает жить по природным законам, подчиняясь природным процессам обмена веществом и энергией, сезонам года, времени суток, погодным и климатическим изменениям.

Интегральная геосистема - это сложное пространственно-временное образование, состоящее из таких элементов или подсистем, как природа, население, хозяйство; последние два элемента обычно рассматриваются как представители подсистемы «общество» с его различными видами деятельности: производственной, культурной, бытовой, рекреационной. Интегральные геосистемы обладают двойственной качественной природой. С одной стороны, сохраняя природные свойства, они развиваются и живут по природным законам; с другой - они обрели качества социальные, общественные, которые определяются прежде всего законами развития общества. Интегральные геосистемы имеют различные размеры и разные уровни сложности.

Интегральной геосистемой глобального уровня можно считать всю суперсистему «природа-общество». К интегральным геосистемам регионального или локального уровня могут быть отнесены производственные, демоэкологические, рекреационные, природно-хозяйственные, природно-технические геосистемы. В последние годы для описания сложных геосистем используются термины природно-антропогенная система, «антропогенно-техногенная геосистема, природно-хозяйственная система и другие, которые мы будем рассматривать как синонимы.

Природно-техническая геосистема (ПТГС) - вариант (вид) интегральной геосистемы, в которой на первый план выходит взаимодействие природы и техники.

Природно-технические геосистемы, или геотехсистемы, - комбинации орудий и средств труда, связанные единым технологическим циклом и выполняющие определенную социально-экономическую функцию. Технология, техника в природно-технической геосистеме (геотехсистеме) выступают как своеобразный механизм, позволяющий обществу (человеку), с одной стороны, приспосабливаться к при родной среде, а с другой - приспособить природу к удовлетворению своих потребностей.

В результате тесного взаимодействия между природными и техническими элементами в природно-технической геосистеме связи столь велики, что ни одна из них в отдельности не может выполнять возложенные на всю систему социально-экономические функции.

Под природно-техническими геосистемами понимаются не только, такие геосистемы, в которых технические устройства выступают как непосредственный элемент системы, например, в промышленных системах, но и такие, деятельность которых в значительной степени определяется условиями, создаваемыми в результате использования тех или иных технических средств.

Природно-техническая геосистема - это вариант (вид) интегральной геосистемы, в которой на первый план выходит взаимодействие природы и техники. Природно-техническая геосистема - комплекс технических систем и природных геосистем, объединённых в интересах выполнения единой социально-экономической задачи.

Под природно-техническими геосистемами понимаются не только такие геосистемы, в которых технические устройства выступают как непосредственный элемент системы (как, например, в технических системах), но и такие, деятельность которых в значительной степени определяется искусственными условиями, создаваемыми в результате использования тех или иных технических средств (например, сельскохозяйственных, лесохозяйственных, природоохранных)

Природно-технические геосистемы, или геотехсистемы - это комбинации орудий и средств труда, связанные единым технологическим циклом и выполняющие определенную технологическую функцию. Техника в геотехсистеме имеет определенную социальную функцию, выступая, как своеобразный механизм, позволяющий обществу приспосабливаться к окружающей среде, а с другой приспособить природу к удовлетворению своих потребностей.

В основе формирования геосистем лежат процессы энерго-массового информационного обмена. Геосистемы являются открытыми, находящимися в постоянной вещественно-энергетической связи с внешней средой образованиями. Этой средой для них служат глубинные структуры земной коры, атмосфера (выше приземного слоя воздуха), внеземной космос, геосистемы более высокого ранга и ландшафтная оболочка в целом, социум. Термин «геосистема» целесообразно применять в качестве родового, предваряя его «видовым» прилагательным: природная геосистема, антропогенная геосистема, социально-экономическая геосистема и др.

Общим признаком геосистем, вне зависимости от трактовок, является объединение потоками вещества и энергии, т. к. любая территориальная система обнаруживает свойства целостности в том случае, если отдельные элементы ее структуры связаны меду собой потоками вещества и энергии.

Компоненты геосистем (от лат. componens - составная часть чего-либо) - составные части геосистем (вода, почва, растительность, ландшафтные комплексы, антропогенные объекты, население и др.), объединенные в структурно-функциональное целое потоками вещества и энергии или движущимися телами.

1.2 Классификация геосистем

Кассификация геосистем - классификация их по уровню интеграции на: монокомпонентные (морфосистемы, фитосистемы, педосистемы и др.), бикомпонентные (хионо-морфосистемы, фитопедосистемы и др.), полные природные (ландшафтные), комбинированные (природно-технические, геосоциоэкосистемы и др.), тотальные (геосистемы взаимодействия «природа - население - хозяйство», составляющие окружающую человека среду и включающие самого человека). По размерности геосистемы в первом приближении делятся на локальные (топологические), региональные и глобальные. Верхнее классификационное звено геосистем на глобальном уровне всех средовых и межсредовых геосистем всегда представлено одним множеством: атмосфера, литосфера, биосфера, педосфера, эпигеосфера, ландшафтная сфера, социобиотехносфера. Геосистемы, выделяемые по отношениям динамической связи (каскадные геосистемы, они же парадинамические ландшафтные комплексы, или геосистемы пространственного взаимодействия) и геосистемы типа «процесс - отклик» классифицируются на циклы развития геосистем, ряды, серии, элементарные парадинамические системы. По характеру функциональных связей геосистемы делятся на изолированные, закрытые, открытые.

1.3 Своиства природно-технических геосистем

Свойства геосистем - совокупность сруктурных, функциональных и динамических сторон, отличающих одни геосистемы от других. Для экологического обоснования хозяйственной деятельности важен учет следующих свойств: буферностъ - способность геосистем противостоять возмущающим воздействиям (в т. ч. и антропогенного характера), сохранять свою структуру, функциональные особенности и замкнутость круговорота веществ; восстанавливаемость - способность геосисистем возвращаться в исходное состояние после внешнего воздействия; способность геосистем существовать без качественного преобразования внутренней структуры и основных специфических и полезных свойств, т. е. в рамках одного инварианта значительное время, несмотря на отклоняющие воздействия внеш. факторов; саморегуляция - свойство геосистем сохранять на определенном уровне в процессе стабилизирующей динамики (спонтанной и вызванной влиянием человека) типичные для данных геосистем черты; сенсибилизация - восприимчивость геосистемы к воздействию внешних факторов; жизнеспособность - степень способности геосистемы сохраняться или адаптироваться к изменяющимся условиям среды без деградации образующих ее компонентов: анаболизм - преобразование вещества из энергии внутри геостстем в процессе обмена со средой. Продуктом анаболизма геосистемы являются биомасса, гумус, некоторая часть влаги, углекислый газ; метаболизм - круговорот вещества и энергии внутири геосистемы а так же в пределах ее среды.

1.4 Возраст природно-технических геосистем

Продолжительность существования геосистемы как определенного структурно-динамического единства. Исчисляется со времени, когда между ее компонентами (подсистемами) установились ныне действующие ординационные соотношения. Переход от одной возрастной ступени к последующей знаменуется изменением инварианта геосистемы.

1.5 Изменение природно-технических геосистем

ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОСИСТЕМ - происходящие во времени и пространстве преобразования (как естественные, так и антропогенные) структуры, свойств и аспектов геосистем. Характеризуются понятиями: сукцессия геосистем - процесс смены переменных состояний геосистем в направлении к коренному или близкому к нему динамическому состоянию. Последовательно сменяющие друг друга в порядке сукцессии геосистемы образуют сукцессионный ряд; переменные состояния геосистем - модификации коренной структуры геосистем, которые в процессе спонтанной динамики приходят к эквифинальному состоянию. Переменные состояния, возникающие под влиянием антропогенного фактора, относятся к числу производных геосистем. Серийные геосистемы - недолговечные, быстро сменяющие друг друга спонтанные геосистемы, в конечном счете, достигающие эквифинального состояния - коренного, условнокоренного и мнимокоренного. В зависимости от условий существования, некоторые серийные геосистемы сохраняют свои структуры на более длительный срок. Спонтанно сменяющие друг друга серийные геосистемы образуют серийный ряд; ряды трансформации геосистем - совокупность геосистем, сменяющих друг друга при антропогенном воздействии фактора в процессе разрушения структуры коренной геосистемы, а также в период восстановления к эквифинальному состоянию. Эквифинальное состояние геосистем - устойчивое динамическое равновесие, соответствующее понятию климакса (переменное состояние определенного инварианта, завершающее сукцессионный ряд). Основоположник учения о климаксе геосистем Каульс относил его к физиогеографической экологии. Предпочтительность использования понятия «эквифинальное состояние» ко всей геосистеме определяется приоритетностью понятия «климакс» в биологии, где он применяется только к биол. компоненту: модифицированные геосистемы - измененные в процессе экономической и иной преобразовательной деятельности общества; деструкция геосистем - разрушение структуры, стабильности и функционирования геосистем под влиянием естеств. и антропогенных факторов; природно-антропогенный режим геосистем - спонтанное развитие геосистемы с режимом эпизодического воздействия человека; кризис геосистем - ситуация, возникающая в результате катастрофических природных (извержение вулкана, наводнение, землетрясение, ураган, пожар, эрозия и т. п.) и антропогенных факторов; эволюция геосистем - направленное необратимое изменение геосистемы, приводящее к естеств. коренной перестройке ее структуры, т. е. к возникновению новой геосистемы.

1.6 Использование и преобразование природно-технических геосистем

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРЕОБРОВАНИЕ ГЕОСИСТЕМЫ - изменение и преобразование геосистем в процессе использования их потенциала обществом. Целесообразно различать: устойчивое использование геосистемы - использование природной или антропогенной геосистемы и ее компонентов таким образом и такими темпами, которые не приводят в долгосрочной перспективе к ее деградации, что сохраняет среду обитания и хоз. деят-ти; стабилизация геосистемы - придание геосистеме устойчивого равновесия между органическими и минеральными ее компонентами за счет рекультивации земель; техногенные геосистемы - значительно измененные или возникшие под влиянием техногенных факторов природные, а также культурные геосистемы; трансформированные геосистемы (модифицированные) - естеств. структуры, преобразованные человеком для удовлетворения своих хоз. и культурно-оздоровительных потребностей. Представлены рядами - совокупностями геосистем, сменяющих друг друга при антропогенном воздействии фактора в процессе разрушения структуры коренной геосистемы, а также в период восстановления к эквифинальному состоянию.

Глава 2. Характеристика и инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля и мониторинга

2.1 Характеристика экологического контроля: цели, задачи и функции

Экологический контроль является неотъемлемым звеном в системе инженерно-экологического обеспечения промышленного производства, строительства или иного вида трудовой деятельности.

Общая цепь экологического контроля, или контроля качества окружающей среды, может быть определена как обеспечение соблюдения действующих природоохранных и ресурсосберегающих правил, требований и норм на всех этапах производства, строительства или иной деятельности человека, связанной с активным или косвенным изменением состояния окружающей среды (или ее компонентов, включая самого человека). Экологический контроль должен быть многосторонним, т. е. не исключать ни одной сферы деятельности человека, так или иначе влияющей на изменение состояния окружающей среды.

Основные задачи экологического контроля: формирование информационной базы состояния и изменений окружающей среды, получение необходимой и достаточной по критериям полноты, точности и достоверности информации о воздействиях и состоянии окружающей природной среды, выявление случаев вредных воздействий на отдельные компоненты или природную среду в целом, профилактика сверхнормативного экологического ущерба и др.

Контроль за состоянием природной среды по параметрам, не требующим применения специального контрольно-измерительного и лабораторно-аналитического оборудования, директивно может быть возложен на работников служб производственного контроля. В задачу таких служб входит определение качественных характеристик экологических изменений и нарушений, оперативное выявление виновников, а в особых случаях приглашение инспекторов-экологов для инструментальных измерений и количественной оценки ущерба с назначением соответствующих санкций.

В области охраны окружающей среды, охраны, воспроизводства и использования природных ресурсов действуют следующие виды государственного контроля:

1) экологический контроль;

2) контроль за использованием и охраной земель;

3) контроль в области использования и охраны водного фонда;

4) контроль в области изучения и использования недр;

5) контроль в области лесного законодательства Республики Казахстан;

6) контроль в области охраны, воспроизводства и использования животного мира;

7) контроль в области особо охраняемых природных территорий.

2.2 Инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля

Большое число контролируемых объектов, этапов и видов проводимого экологического контроля, целей и задач его проведения порождает множество ситуаций, связанных с организацией и техникой проведения контроля, обусловливает разнообразие применяемых технических средств и методов контроля, требований к квалификации и специализации самих контролеров, нормативно-технической документации.

В целом все виды экологического контроля можно рассматривать с двух точек зрения. В одном случае объектом контроля являются вредные техногенные (или естественные) воздействия на природную среду. При этом необходимо определять количественные характеристики механических, тепловых, химических и других воздействий. Полученные результаты сравнивают с нормативными -- предельно допустимыми для данных природно-климатических условий.

При экологическом контроле этого вида возможны следующие измерения: линейно-угловые, силы и массы, электрические и магнитные, оптические, химико-аналитические и др., так как контрольно-измерительная техника для этих целей создавалась в разных ведомствах в разное время. Иными словами, среди средств измерения и контроля можно найти практически вес основные виды измерений, соответствующие принятой в метрологии классификации.

В другом случае объектом экологического контроля является собственно природная среда, подверженная или не подверженная (фоновый контроль) вредным воздействиям. При этом, как правило, определяет качество отдельных компонентов или комплексов природной среды, используя аналитические методы и измерения массы (объема) с целью выявления состава и концентрации тех или иных веществ, обычно вредных. Полученные результаты сравнивают с нормативами.

В единый комплекс или систему экологического контроля все его разновидности объединяет прежде всего методологическая и критериальная общность нормирования предельно допустимых значений контролируемых или измеряемых параметров, определяющих качество компонентов среды или характеристики воздействий на эти компоненты природной среды.

В каждом отдельно взятом виде экологического контроля можно проследить методологическую преемственность опыта, накопленного в той или иной природоохранной инспекции. К сожалению, ведомственная разобщенность инспекций не способствует выработке единого критериального подхода к нормированию допустимых воздействий или концентраций, мешает установить требуемые из условий существования и развития природной среды ограничения.

Исторически сложилось так, что инспектирующая природоохранная служба (по какому-либо виду охраны компонентов среды) создается в том ведомстве, которое и допускает основные вредные воздействия. Естественно, что нормы воздействий и их соблюдение необъективны. Однако критериальная общность нормирования допустимых значений воздействий или концентраций все же сформировалась.

Основными критериями при нормировании экологических норм и допусков были две функции: полезность и вредность воздействий и концентраций для человека, а затем и для всей биоты, т. е. включая флору и фауну. Наличия только критериальной общности недостаточно для объединения всех видов контроля состояния и воздействий на природную среду в единую систему. Необходимо достигнуть методологической и организационной общности.

Задача выработки методологической и организационной общности несколько облегчается тем, что в основе большинства видов контроля лежат аналитические методы определения или сравнения тех или иных массовых концентраций. В экологическом контроле также широко используются линейные, массовые и объемные измерения, но они, как правило, являются вспомогательными и применяются для определения удельных характеристик концентраций и воздействий.

Однако во всех случаях конечная задача экологического контроля -- определение качественного состава и количественных характеристик воздействий, веществ и их концентраций в заданной мере (объем, масса, площадь) для сравнения полученных значений с заданной мерой и оценка результатов с позиций полезности или вредности для биоты.

Надо полагать, что эти требования позволят со временем обосновать и разработать:

- общие теоретические положения и единую методику назначения норм
(допустимых количественных и качественных вариаций от «нормальных»
значений, определенных фоновым контролем или другими методами);

- единую систему метрологического обеспечения экологического контроля, основанную на комплексе государственных стандартных образцов состава и свойств веществ, принятых за нормальные;

- единую систему информационно-справочных данных (базу данных) для экологического обеспечения производства и строительства;

- учебные программы для целенаправленной подготовки специалистов по комплексному экологическому контролю и т. д.

Параметры и показатели экологического контроля или нормы охраны окружающей среды устанавливаются системой государственных стандартов по охране природы. В настоящее время действует более 100 различных стандартов, регламентирующих нормы охраны атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, геологической среды (земель, грунтов, недр), лесных и других угодий, водной и наземной флоры, всех видов фауны. Ряд норм экологического контроля определен государственным законодательством.

Многообразие регулирующих охрану природы и регламентирующих экологический контроль документов чрезвычайно затрудняет практическое пользование ими. Их очень трудно собрать вместе, изучить и учесть, особенно в местах проведения экологического контроля при проведении строительных работ. Помимо этого общее большое количество разнообразных единичных экологических норм не решает одной из основных проблем охраны окружающей среды -- однозначного комплексного определения условий экологического баланса для какой-либо отдельно взятой территории.

Нормирование и контроль отдельных параметров природной среды необходимо осуществлять исходя из общего критерия восстановления или улучшения нарушенных компонентов природной среды, однако условия достижения такого состояния в нормативах не оговорены. Это затрудняет технологическое проектирование, выполнение природоохранных восстановительных работ, а также контроль качества проектов (экологическую экспертизу) и работ (экологический контроль в производственной форме).

Проблема нормативного обеспечения природоохранной деятельности может быть решена путем разработки единых норм и правил по охране окружающей среды, содержащих необходимую «выжимку» из всей номенклатуры действующей нормативно-технической документации (НТД) по каждому случаю производственной или строительной деятельности, а также жизнедеятельности социумов в системах «человек -- объект -- технология -- регион», широкого применения современной информационно-вычислительной техники.

В базу данных ЭВМ в систематизированном виде закладывают все действующие нормы и правила по охране природы. Затем из базы данных целевым способом отбирают все необходимые сведения по какому-либо конкретному случаю -- экологической ситуации. База данных по НТД может функционировать самостоятельно или в составе комплексной системы

2.3 Комплексный инженерно-экологический мониторинг

Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Но проблемы мониторинга с его развитием становятся все более сложными. В развитии мониторинга различают его формы -- глобальный, региональный, локальный (линейный).

Еще более многочисленны объектные виды мониторинга, самостоятельные или взаимосвязанные между собой и с пространственными видами. Среди объектных видов можно выделить мониторинг атмосферного воздуха, гидросферы (в совокупности -- гидрометеорологический), почвенный, биологический, сейсмический, ионосферный, Солнца, гравиметрический, магнитометрический и др. Все эти виды могут и дальше в свою очередь подразделяться на подвиды, что и происходит на практике.

Биологический мониторинг включает зоологический (в нем также множество подвидов по рыбам, птицам и т. д.), ботанический и антропологический. В последнем стали выделяться не только медико-биологические направления, но и социальные.

С развитием науки и техники ставится вопрос о необходимости геологического мониторинга, развивающегося не только вширь (в литосфере), но и вглубь -- до мантии. Уже проводится локальный мониторинг подземных вод, криолитозоны, глубоких (до 15 км) слоев геологического строения Земли. Это стало нужно не только для наблюдений за сегодняшней динамикой состояния объектов мониторинга и прогноза изменений, но и, что очень важно, для целей ретроспективных оценок состояния природной среды, В связи с этим в печати появилось множество различных оценок «нулевого» фонового состояния природной среды, от которых начинается отсчет антропогенных, а затем и техногенных воздействий на природную среду.

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (Научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 г., а в 1972 г. уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Задача создания локальной системы инженерно-экологического мониторинга впервые возникла при решении проблем устойчивости и надежности создаваемых природно-технических геосистем.

Инженерно-экологический мониторинг как вид научно-производственной деятельности основан на комплексе знаний и достижений таких наук, как физическая и конструктивная география, ландшафтоведение, геология, геокриология, метеорология (климатология), гидрология, биология, экология и др. Одной из основных предпосылок системы инженерно-экологического мониторинга является представление о пространственно- временной организации в природе геотехнических систем.

Рис.1. Структура аналитического прогноза экологической безопасности на основе комплексного мониторинга

Структура и состав инженерно-экологического мониторинга целиком определяются целями его проведения и возможностями материального обеспечения. В зависимости от этих факторов определяется соотношение дистанционных и прямых методов наблюдений состояния компонентов природной среды или геотехнической системы.

Функциональный состав инженерно-экологического мониторинга включает две самостоятельные его разновидности:

1. Экологический мониторинг как систему наблюдений за антропогенными изменениями природной среды и прогнозирования ее состояния,
включая переход в область экологически экстремальной ситуации.

2. Геотехнический мониторинг как систему оценки техногенного источника и экологического риска в процессе функционирования объекта.

Экологический мониторинг (его нормативно-правовая база пока не стандартизована и часто трактуется весьма произвольно) ставит своей целью дать ответы на следующие вопросы:

каково состояние природной среды в рассматриваемый отрезок времени в сравнении с предшествующим техногенезу состоянием (в относительной или абсолютной форме) и какие изменения (положительные, отрицательные) ожидаются в природной среде в прогнозируемый отрезок времени;

в чем причины происшедших изменений и возможных изменений в будущем (в том числе нежелательных, губительных, критических) и чти явилось, является или будет являться источником этих изменений (как правило, вредных техногенных воздействий);

какие воздействия на данную локальную природную среду, определяемые исходя из выработанной для данного случая критериальной основы оценок функции «полезности -- вредности», являются вредными (нежелательными или недопустимыми;

какой уровень техногенных воздействий, в том числе в совокупности с естественными или стихийными процессами и воздействиями, происходящими в рассматриваемой природной среде, является допустимым для природной среды и отдельных ее компонентов или комплексов (ценозов) и какие резервы имеются у природной среды для саморегенерации состояния, адекватного исходному, принятому за состояние экологического баланса;

какой уровень техногенных воздействий на природную среду, отдельные ее компоненты и комплексы является недопустимым или критическим, после которого восстановление природной среды до уровня экологического баланса является неосуществимым.

Система геотехнического мониторинга решает задачи:

определение состояния природной среды в заданный отрезок времени;

фоновые наблюдения;

обеспечение сравнительных данных текущего момента и времени, пред
шествующего техногенезу;

прогноз ожидаемых изменений в природной среде под воздействием техногенных факторов;

оценка причин происходящих и возможных изменений и степени их губительного влияния на природу, на человека, источники этих воздействий (в том числе прогнозирование возможных источников вредных веществ);

определение уровня техногенных воздействий (в комплексе либо отдельные компоненты), являющихся недопустимыми, критическими, исключающими самовосстановление природной среды до уровня экологического баланса и т. п.

Наличие комплексного инженерно-экологического мониторинга повышает требования к соблюдению экологических правил и норм, позволяет реализовать систему превентивных мер и снижения экологического риска на основе аналитического прогноза фактической безопасности конкретной геотехнической системы (рис. 1).

Заключение

Природно-техническая геосистема - это вариант (вид) интегральной геосистемы, в которой на первый план выходит взаимодействие природы и техники. Природно-техническая геосистема - комплекс технических систем и природных геосистем, объединённых в интересах выполнения единой социально-экономической задачи. Под природно-техническими геосистемами понимаются не только такие геосистемы, в которых технические устройства выступают как непосредственный элемент системы (как, например, в технических системах), но и такие, деятельность которых в значительной степени определяется искусственными условиями, создаваемыми в результате использования тех или иных технических средств (например, сельскохозяйственных, лесохозяйственных, природоохранных)

Природно-технические геосистемы - это комбинации орудий и средств труда, связанные единым технологическим циклом и выполняющие определенную технологическую функцию. Техника в геотехсистеме имеет определенную социальную функцию, выступая, как своеобразный механизм, позволяющий обществу приспосабливаться к окружающей среде, а с другой приспособить природу к удовлетворению своих потребностей.

Делая выводы можно сказать, что экологический контроль является неотъемлемым звеном в системе инженерно-экологического обеспечения промышленного производства, строительства или иного вида трудовой деятельности.

Экологический контроль должен быть многосторонним, т. е. не исключать ни одной сферы деятельности человека, так или иначе влияющей на изменение состояния окружающей среды.

Список литературы

Арманд А. Д. Особенности переходной зоны между лесными и болотными ландшафтными в области Валдайского Поозерья //Организация экосистем южной тайги. - М., 1979. - С. 413-213.

Бакарасов В. А. Проблемы границ природно-антропогенных геосистем //Географические аспекты рационального природопользования. - Мн.: Навука i тэхнiка, 1985. - С. 19-25.

Бакарасов В. А. Границы природно-антропоненных геосистем как объект мониторинга //Комплексный мониторинг и практика: Тез. докл. Всес. Симпоз. "Комплексный мониторинг, оптимизация и прогноз состояния природной среды". 10-15 сент. 1991, Верхневолжье. - М., 1991. - С. 41-42.

Гродзинскнй М. Д. Анализ динамики ландшафтных границ //Физико-географические процессы и охрана окружающей среды. - Киев, 1991.

Каганский В. Л. Географические границы: противоречия и парадоксы //Географические границы. - М.:Изд-во МГУ, 1982. - С. 7-19.

Каганский В. Л. Природоохранная деятельность и ценность границ //Уч. зап. Тартус. ун-та. - 1985. Вып.704. - С. 96-101.

Коломыц Э. Г. Ландшафтная организация зонального географического пространства и его границ (на пути к региональному геоэкологическому прогнозу) //Изв. РАН. Сер. геогр.1996. № 2. - С. 39-57.

Люри Д. И. Экотон между лесом и степью как мембранная система//Изв. АН СССР. Сер.геогр. 1989. N 6. - С. 16-28.

Мамай И. И. Границы ландшафтов //Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1978. N 1. -- С. 27-34.

Миллер Г. П., Петлин В. Н. Основные свойства и функции ландшафтных границ //Физ. география и геоморфология. - 1989. Вып. 36. - С. 26-32.

Трофимов М. А., Чистобаев А. И., Шарыгин М. Д. Теория поля и границ в географии. II. Границы географических образований //Вестн.Санкт-Петербургского ун-та. Сер. 7: Геология, география. 1994. Вып. 4 (N 28). - С. 49-55.

Червяков В. А Картографический и аэрокосмический методы при изучении границ //География и природные ресурсы. 1988. N 4. - С. 112-118.

Шувалов В. Е. Географическая граница как фактор районообразования//Географические границы. - М.:Изд-во МГУ, 1982. - С. 33-38.

Размещено на Allbest.ru

...