Экологическое пpогнозиpование

13. Экологическое прогнозирование

Экологическое пpогнозиpование

Экологическое прогнозирование — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человеческой деятельности.

  Одна из целей прогнозирования — сохранение природных ресурсов на высокопродуктивном уровне, в результате чего они могут быть использованы человечеством в течение неопределенно продолжительного времени.

  Известны два типа экологических прогнозов:

  • поисковый, при котором проводится определение возможных состояний явления в будущем; он должен дать ответ на вопрос: что вероятнее всего произойдет при условии сохранения существующих тенденций?
  • нормативный, при котором осуществляется прогнозирование достижения желательных состояний на основе заранее заданных норм, целей; он должен ответить на вопрос: какими путями достичь желаемого?

В основе экологического прогнозирования лежит, прежде всего, поисковое прогнозирование с задачей возможно более точного предсказания будущего состояния явления. Это связано с тем, что в настоящее время мы можем только познать закономерности существования и развития видов, популяций, биогеоценозов и всей биосферы в целом, но практически еще только приступаем к управлению этими системами

В основе экологического прогнозирования лежат три источника информации о будущем:

  • оценка будущего состояния прогнозируемого явления или системы на основе ‘опыта, аналогии с известными явлениями и процессами;
  • условное продолжение в будущее тенденций, закономерностей, которые выявлены в прошлом и хорошо известны в настоящем;
  • модель будущего состояния явления или системы, которая построена на основе вскрытых закономерностей и имеющихся данных.

Указанные три источника информации определяют и три способа прогнозирования:

  • экспертные оценки;
  • экстраполирование и интерполирование;
  • моделирование.

В целях достижения успеха важно выработать общие принципы, необходимые для корректного подхода к экологическому прогнозированию:

  • Не все связи в экологической системе существенны, поэтому нет необходимости изучать и измерять их все. Однако выявить наиболее важные связи принципиально необходимо.
  • Сама структура экосистемы, ее глубокое знание, важнее для правильного прогноза, чем количественные характеристики ее компонентов (численности, биомассы и т.п.).
  • Изменения одной переменной могут повлечь за собой неожиданные изменения других переменных и даже в другом месте. Последствия тех или иных воздействий не обязательно сказываются мгновенно и постепенно ослабевают. Более того, вполне возможно существенное запаздывание в проявлении эффекта действия того или иного фактора.
  • Необходимо всегда ставить под сомнение стратегию изменения окружающей среды, которая сокращает ее изменчивость в пространстве или даже во времени.

Любой экологический прогноз как предвидение на будущее основывается на наблюдаемых тенденциях и закономерностях рассматриваемого явления и должен строиться не на субъективных решениях, а на основе объективных, научно-обоснованных положений.

Во временном аспекте в экологическом прогнозировании наиболее типичными являются прогнозы:

  • поисковые (без определения конкретного срока),
  • краткосрочные (от 1 месяца от 1 года),
  • среднесрочные (от 1 года до 5 лет),
  • долгосрочные (от 5 до 15 лет).

 Существуют несколько способов экологического прогнозирования.

  • Экспертный (интуитивный) способ предсказания (метод Дельфи) основан на логическом моделировании, проводимом группой экспертов независимо друг от друга, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов их прогнозов. Методом экспертных оценок обычно составляются прогнозы развития определенных направлений науки, региональных изменений природной среды, общие тенденции влияния проектируемого производства на среду на стадии технико-экономического обоснования проектов.
  • Методы экстраполяции дают возможность оценить будущее состояние экосистемы по результатам наблюдений ее прошлых и настоящих состояний, при этом используются вероятностные законы изменения се характеристик. Наряду со знанием предыстории экосистемы (например, лесостепи), необходимо иметь характеристику интересующего процесса (например, наступления леса на степь), показывающую статистическую связь между его значениями в настоящем и последующими промежутками времени. Очевидно, что близкие по времени значения можно предсказать с большей точностью, нежели удаленные, и поэтому с увеличением времени прогноза возможность ошибки будет расти.
  • Так называемое прогнозирование по математическому ожиданию состоит в том, что в качестве предсказанного значения применяется математическое ожидание процесса. Хотя информации и предыстории явления не требуется, нужны некоторые сведения о свойствах процесса. Ошибка прогноза представляет собой отклонение процесса от среднего в определенный момент времени.

Источник: https://vseobiology.ru/metody-ekologicheskikh-issledovanij/679-13-ekologicheskoe-prognozirovanie

Прогнозирование и моделирование в экологии: Понятие экологического прогнозирования. Экологическое прогнозирование

Экологическое пpогнозиpование

Понятие экологического прогнозирования. Экологическое прогнозирование — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человеческой деятельности.

Одна из целей прогнозирования — сохранение природных ресурсов на высокопродуктивном уровне, в результате чего они могут быть использованы человечеством в течение неопределенно продолжительного времени.

Известны два типа экологических прогнозов (ЭП): 1) поисковый, при котором проводится определение возможных состояний явления в будущем; он должен дать ответ на вопрос: что вероятнее всего произойдет при условии сохранения существующих тенденций? 2) нормативный, при котором осуществляется прогнозирование достижения желательных состояний на основе заранее заданных норм, целей; он должен ответить на вопрос: какими путями достичь желаемого? В основе ЭП лежит, прежде всего, поисковое прогнозирование с задачей возможно более точного предсказания будущего состояния явления. Это связано с тем, что в настоящее время мы можем только познать закономерности существования и развития вцдов, популяций, биогеоценозов и всей биосферы в целом, но практически еще только приступаем к управлению этими системами. В основе ЭП лежат три источника информации о будущем: оценка будущего состояния прогнозируемого явления или системы на основе ‘опыта, аналогии с известными явлениями и процессами; условное продолжение в будущее тенденций, закономерностей, которые выявлены в прошлом и хорошо известны в настоящем; модель будущего состояния явления или системы, которая построена на основе вскрытых закономерностей и имеющихся данных. Указанные три источника информации определяют и три способа прогнозирования: 1) экспертные оценки; 2) экстраполирование и интерполирование; 3) моделирование. Принципы и общая схема прогнозирования природных процессов. В целях достижения успеха важно выработать некоторые общие принципы, необходимые для корректного подхода к экологическому прогнозированию. Такими, по мнению ученых, являются следующие принципы: Не все связи в экологической системе существенны, поэтому нет необходимости изучать и измерять их все. Однако выявить наиболее важные связи принципиально необходимо. Сама структура экосистемы, ее глубокое знание, важнее для правильного прогноза, чем количественные характеристики ее компонентов (численности, биомассы и т.п.). Изменения одной переменной могут повлечь за собой неожиданные изменения других переменных и даже в другом месте. Последствия тех или иных воздействий не обязательно сказываются мгновенно и постепенно ослабевают. Более того, вполне возможно существенное запаздывание в проявлении эффекта действия того или иного фактора. Необходимо всегда ставить под сомнение стратегию изменения окружающей среды, которая сокращает ее изменчивость в пространстве или даже во времени. Любой экологический прогноз как предвидение на будущее основывается на наблюдаемых тенденциях и закономерностях рассматриваемого явления и должен строиться не на субъективных решениях, а на основе объективных, научно-обоснованных положений.

Отметим, что во временном аспекте в экологическом прогнозировании наиболее типичными являются прогнозы поисковые (без определения конкретного срока), краткосрочные (от 1 месяца от 1 года), среднесрочные (от 1 года до 5 лет) и долгосрочные (от 5 до 15 лет).

Краткая характеристика способов экологического прогнозирования. Экспертный (интуитивный) способ предсказания (метод Дельфи) основан на логическом моделировании, проводимом группой экспертов независимо друг от друга, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов их прогнозов. Методом экспертных оценок обычно составляются прогнозы развития определенных направлений науки, региональных изменений природной среды, общие тенденции влияния проектируемого производства на среду на стадии технико-экономического обоснования проектов. В США, например, методом Дельфи был составлен еще в 1978 г. прогноз изменения климата до 2000 г. Аналогично строит свои прогнозы знаменитый «Римский клуб». Н.Ф. Реймерс подсчитал, что экологические прогнозы, выполненные по этому способу, оправдались в 72% на срок до 5 лет, в 55% — на срок 6—10 лет. Методы экстраполяции дают возможность оценить будущее состояние экосистемы по результатам наблюдений ее прошлых и настоящих состояний, при этом используются вероятностные законы изменения се характеристик. Наряду со знанием предыстории экосистемы (например, лесостепи), необходимо иметь характеристику интересующего процесса (например, наступления леса на степь), показывающую статистическую связь между его значениями в настоящем и последующими промежутками времени. Очевидно, что близкие по времени значения можно предсказать с большей точностью, нежели удаленные, и поэтому с увеличением времени прогноза возможность ошибки будет расти. Относительная простота данного способа способствовала его большому распространению как в быту (например, взглянув утром на термометр за окном, можно через несколько часов ориентироваться на ту же температуру), так и в науке (малая численность редкого животного сейчас предполагает такую же и в дальнейшем). Так называемое прогнозирование по математическому ожиданию состоит в том, что в качестве предсказанного значения применяется математическое ожидание процесса. Определенное различие с предыдущим случаем заключается в том, что хотя информации и предыстории явления не требуется, нужны некоторые сведения о свойствах процесса. Ошибка прогноза представляет собой отклонение процесса от среднего в определенный момент времени. При относительно малых временах прогноза первый способ явно предпочтительнее (из- за своей простоты), однако, при значительных временах второй способ дает бсльшую точность, т.к. его ошибка примерно в 2 раза меньше. В экологии такой прогноз весьма часто применяется при необходимости выявления судьбы того или иного вида животного или растения, когда известны данные учета численности и тог или иной фактор, который влияет на численность (например, засуха, ведущая к снижению численности влаголюбивых форм растений). Таким образом, прогноз можно делать и не углубляясь в исследование законов причинности исследуемых явлений, а производя операции только с их внешними проявлениями. Естественно, при этом существует принципиальный предел точности предсказания. Подобные алгоритмы прогнозирования широко применяют в биологии. Однако биологические системы, как правило, включают в себя большое число элементов, взаимосвязанных друг с другом, а возникающие при их воздействии эффекты во многом преобразуют характеристики системы. Вследствие этого при прогнозировании состояния экологических систем необходимо объединение математических методов и глубокого познания процессов, протекающих в природе. К таким методам в экологическом прогнозировании относят метод экологических аналогий. Часто подчеркивается, что при выборе аналога для сравнения допустимо игнорировать второстепенные, экологически несущественные детали и ориентироваться лишь на решающие узловые моменты. При этом обязательно соблюдение принципа изоморфизма, т.е. наличия у сравниваемых объектов равного числа слагающих их компонент, однотипного их строения и взаимодействия. Поясним, что изоморфизм призван обеспечить главное — равенство или сходство в ответных реакциях объекта и его аналога на равновеликие или близкие внешние воздействия. Чем больше разница в длительности функционирования промышленного предприятия, взятого в качестве аналога, и прогнозируемого нами объекта, тем выше ценность аналога для повышения дальнодействия прогноза. В прогнозе по аналогии центральным следует считать вопрос о том, действительно ли осуществятся все те изменения у нашего проектируемого объекта, которые ранее отмечены у аналога? Вероятностный характер всех без исключения прогнозов дает основание утверждать, что динамика, развитие данного объекта не будет точной копией уже реализованной динамики, его полным аналогом, поскольку неизбежны различия в эволюционировании аналога и объекта, прошлое не может точно повториться в будущем («нельзя дважды войти в одну и ту же реку»). Ныне все больше проявляются такие воздействия на среду, которые аналогий не имели, в частности, влияния АЭС на природные комплексы и самого человека. Ранее считалось, что АЭС, в основном, оказывает не только радиационное, но и тепловое воздействие за счет сбрасываемой охлаждаемой, но все-таки подогретой воды. В последующем выяснилось, что крупные тепловые электростанции (ТЭС) оказывают более значительное отрицательное воздействие на атмосферу в случае использования топлива (уголь, мазут) с высоким содержанием сернистых соединений. Что же касается тепловых воздействий, сбросы АЭС по сравнению с ТЭС оказались существенно выше: так, одна из крупнейших ТЭС, Конаковская, расходует 70—90 м ’/с охлаждающей воды, что соответствует стокам таких рек, как Хопер, Южный Буг, а АЭС близкой мощности — 180 м3/с. Отсюда ясно, что накопление и анализ данных, полученных в результате промышленной эксплуатации станций, использующих различные виды топлива, позволит подойти по-новому и к прогнозам их воздействия на природные системы и человека. На рис. 38 представлена общая схема организации прогнозирования природных процессов. Моделирование в экологических исследованиях. Крайняя трудность в сборе и последующей систематизации полной информации о той или иной природной системе, особенно о степени воздействия на последнюю крупных хозяйственных объектов вызывает необходимость исследовать процессы и явления на специально созданных искусственных объектах — моделях. Последние в той или иной мере должны отражать определенные свойства реальных систем или происходящие и них процессы. Метод исследования сложных объектов, явлений и процессов путем их упрощенного имитирования (натурного, математического, логического) называется моделированием. По сравнению с оригиналом модель упрощена, но их свойства сходны, в противном случае результаты могут оказаться недостоверными, не свойственными оригиналу. В зависимости от задач исследования и особенностей оригинала применяются самые разнообразные модели (рис. 39). Модели материальные (реальные). В экологии примером подобных моделей могут служить обычный аквариум или террариум. Например, при проектировании масштабных мероприятий, связанных с преобразованием природы, в лабораториях строятся уменьшенные модели устройств и сооружений. На них исследуются процессы, происходящие при различных режимах тех или иных заранее запрограммированных воздействий. Такое моделирование используют, в частности, при создании крупных гидротехнических сооружений. Модели ццеальные (знаковые) — мысленные, например, график, формула и т.д. [11] Рис. 38. Общая схема организации прогнозирования природных процессов (В. Резников, 1980) Графические модели — это зависимости между различными процессами, представляемые в системе прямоугольных координат. Такие модели, характеризующие изменение одного параметра по мере изменения другого, широко используются в физике, биологии и т.д. В ряде случаев графические модели могут быть представлены в форме табличных моделей и наоборот. Например, если детально изучить изменение запаса древесины на единице площади того или иного биогеоценоза (леса) за десятилетия, выражая его приращение за каждый избранный отрезок времени (например, 6 или 10 лет) в кубических метрах, то можно получить полную картину динамики роста данного древостоя, представив ее в виде системы таблиц для Рис. 39. Классификация моделей (по В.Д. Федорову, Т.Г. Гильманову) лесных объектов разной продуктивности, различных условий местопроизрастания, разных древесных пород и географических регионов. Такие таблицы получили название «таблиц хода роста» и фактически представляют собой модели динамики роста леса, что имеет важнейшее хозяйственное значение. В экологии наибольшее распространение получили концептуальные и математические модели и их многочисленные разновидности (научный текст, схема системы и т.д.). Концептуальные модели обычно представляют собой принципиальные блоковые схемы воздействия тех или иных подсистем и процессов в пределах более широких систем. Примеры концептуальной модели — приведенные ранее схема биогеоценоза, круговороты веществ и др. В основу математического моделирования при экологическом прогнозировании положен принцип представления сложной системы, в 14. биологической, в виде отдельных подсистем (блоков, модулей), которые связаны между собой функциональными связями, имитирующими либо поток веществ, например, загрязняющих, либо регулирующие воздействия, либо пространственные миграции, либо развитие организмов и т.д. С помощью математических символов строится абстрактное упрощенное подобие изучаемой системы. Далее, меняя значения отдельных параметров, исследуют, как поведет себя данная искусственная система, т.е. как изменится конечный результат. При помощи математических моделей описываются и проверяются разные варианты динамики численности популяций, продукционные процессы в экосистемах, условия стабилизации сообществ, ход восстановления систем при разных формах нарушений и другие процессы. Например, одну из математических моделей для системы «паразит—хозяин» в динамике численности насекомых разработал еще в 1925 г. А. Лотки. Проведение экспериментов с моделями на ЭВМ открыло широкие возможности в поиске стратегий управления биологическими системами. Моделирование на вычислительных машинах помогает совершенствованию системы сбора исходных сведений. В частности, если модель содержит нереалистические предположения, то картина на выходе ЭВМ позволяет понять, как следует упорядочить эксперименты и наблюдения для получения необходимой количественной информации. Такие модели, как «хищник—жертва» весьма полезны при планировании рыбного, китобойного, охотничьего промыслов, поскольку изъятие части популяции диких животных с экологических позиций может рассматриваться как аналог природного хищничества. Предельная степень эксплуатации (промысла), которую способна выдержать популяция, различна у разных видов. Поэтому необходимо вовремя заметить признаки, появление которых свидетельствует о том, что изъятие особей из популяции приближается к предельно допустимому уровню, после которого может быть нарушена ее воспроизводительная способность. Так, в реальной действительности проявились предсказанные моделями симптомы гибельного перепромысла синих китов: сокращение доли беременных самок, резкие изменения кривых выживания, снижение размеров уловов, неспособность популяции быстро восстановить численность после прекращения промысла в 1967 г. Ныне синие киты внесены в Красную книгу. Метод математического моделирования широко применяется при решении широкого круга экологических проблем, которые связаны с антропогенными воздействиями на природную среду. Однако экологический прогноз возможен с помощью математических моделей только при наличии данных о так называемой «нулевой точке отсчета», т.е. о ненарушенной природной системе (фоновый уровень загрязнителей).

Вполне очевидно, что математические модели являются неполным абстрактным отображением реального мира.

При отсутствии реальных моделей математический подход является весьма отвлеченным, но при его исключении бывает трудно уловить общий смысл реальной модели.

Поэтому в изучении проблем охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов реальные (материальные) модели и знаковые (идеальные) используются параллельно, дополняя и обогащая друг друга. 

Источник: Денисов В.В., Гутенев В.В., Луганская И.А. и др. Экология.. 2002

Источник: https://bookucheba.com/uchebniki-ekologii_1295/prognozirovanie-modelirovanie-ekologii-50717.html

Экологическое пpогнозиpование

Экологическое пpогнозиpование

Цель, задачи, структура экомонитоpинга

Тема № 14. Экологический мониторинг. Обеспечение экологической безопасности (2 ч.)

План занятия:

1.Цель, задачи, структура экомонитоpинга

2.Экологическое прогнозирование

3.Методы оценки экологического риска

4.Обеспечение экологической безопасности

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) – это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Функциональная структура экомонитоpинга состоит из пяти разделов:

1) раздел «состояние» – оценка экологического состояния ландшафтов, их компонентов и здоровье населения;

2) раздел «воздействие»– оценка техногенных факторов и их воздействия на природную среду и здоровье человека;

3) раздел «знание» – новый уровень знаний об исходной системе, включающий банки данных, модели экосистем, карты, справочники, словари, графики, таблицы, нормативную документацию;

4) раздел «прогноз» – прогнозирование экологических ситуаций, включая экологические экспертизы, выводы, прогнозы рекомендации для принятия управленческих решений;

5) раздел «регулирование» – регулирование качества природной среды, как основы устойчивого развития.

Внутренняя структура экомониторинга состоит из трех основных компонентов: природной, техногенной и социальной, каждой из которых должны соответствовать задачи конкретного экологического исследования (мониторинга).

Цель мониторинговых исследований – получение информации о состоянии объекта, его изменениях и выработка рекомендаций по его оптимизации.

Система наблюдений включает следующие подсистемы:

1) слежения за загрязнением воздуха в городах и промышленных районах;

2) слежения за загрязнением почв;

3) слежения за загрязнением пресных и морских вод;

4) слежения за трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу;

5) слежения за химическим и радионуклидным составом и кислотностью атмосферных осадков и загрязнением снежного покрова;

6) слежения за фоновым загрязнением атмосферы;

7) комплексные наблюдения за загрязнением природной среды и состоянием растительности.

При этом выполняются три вида работ:

1) режимные наблюдения;

2) оперативные;

3) специальные работы.

Система экомонитоpинга формируется в реальных условиях ограничений и делает необходимым выбор инструментов, финансирования, лимита времени, людских ресурсов, мощности вычислительной техники, а также правовых, моральных и других норм, которых приходится придерживаться.

Все компоненты экомониторинга должна охватывать информационная система, состоящая из поставщиков и носителей информации, способов и средств её передачи, накопления, обработки, хранения, представления пользователям.

В соответствии с содержанием, информация может подразделяться на оперативную, тактическую экстренную (аварии, стихийные бедствия) и стратегическую, необходимую для средних и долгосрочных прогнозов.

Информационная система экомонитоpинга требует отдельного обстоятельного исследования, в результате которого должны быть сфоpмулиpованы требования к форме и срокам поставки информации. В целом она должна быть достаточной, адекватной, своевременной и доступной пользователям.

После определения исходной системы, становится возможным системный сбор данных средствами наблюдения, поставщиками информации. Затем происходит обработка первичной информации, оценка состояния ландшафтов и их компонентов, здоровья населения, а также техногенных факторов и их воздействия на природную среду и здоровье человека.

Таким образом, можно выйти на новый уровень знаний об исходной системе, на основе чего можно делать прогноз, выводы и провести экологическую экспертизу.

Действующие и возможные источники мониторинговой информации:

1. Водные объекты и воздушная среда.

2. Литогенная основа: состояние, колебания и изменение поверхности и биоты, геохимия, загрязнение.

3. Радиационная обстановка.

4. Земли сельскохозяйственного назначения.

5. Пастбища, охотничьи угодья и ресурсы.

6. Растительность, включая лесные ресурсы.

7. Особо охраняемые территории, включая биосферные заповедники, природные заповедные территории, заказники, памятники пpиpоды.

8. Состояние здоровья населения, социально-демогpафические реалии и тенденции.

Следовательно, в системе экомонитоpинга должно быть задействовано значительное число организаций, каждая из которых призвана поставлять пакет информационных материалов, в совокупности pаскpывающих состояние и направления развития природной среды, здоровья населения и социально-демогpафических тенденций в обществе.

Система экомониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

— состоянии окружающей среды;

— причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (то есть об источниках и факторах воздействия);

— допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

— существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

Следует принять во внимание то, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации.

Основные задачи экологического мониторинга:

1)наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

2)наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

3)наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

4)оценка фактического состояния природной среды;

5)прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологический мониторинг окружающей среды может проводиться на различных уровнях пространственной организации: на уровне промышленного объекта, города, области, края, республики в составе федерации, а также на национальном уровне.

Обычно на территории уже имеется ряд сетей наблюдений, принадлежащих различным службам, и которые ведомственно разобщены, не скоординированы в параметрическом, хронологическом и других аспектах.

Поэтому задача подготовки прогнозов, критериев альтернатив выбора управленческих решений становится на базе имеющихся в регионе ведомственных данных, в общем случае, неопределенной.

В связи с этим, центральными проблемами организации экологического мониторинга являются эколого-хозяйственное районирование и выбор «информативных показателей» экологического состояния территорий с проверкой их системной достаточности.

Необходима разработка нормативных документов по организации системы мониторинга, pегламентиpующих:

· материальную основу развития и реализации системы мониторинга, включая pазpаботку кpтеpиев определения стоимости единицы информации и организации взаиморасчетов ее потребителей;

· ответственность поставщиков информации за ее точность, адекватность, полноту и своевременность поступления потребителям;

· ответственность потребителей перед поставщиками информации,

· ответственность и материальную основу передачи мониторинговой информации по каналам министерства связи.

Экологическое пpогнозиpование – процесс исследования возможных путей развития природных систем или их компонентов в будущем, определяемого как естественными процессами, так и воздействием на них хозяйственной деятельности человека с использованием разнообразных методик. В более конкретном, узком понятии – этоспециальное научное исследование конкретных перспектив изменений экосистем, окружающей среды на какой-либо территории в результате развития естественных процессов и воздействия хозяйственной деятельности человека.

Единая государственная система экологического мониторингасоздана с целью наблюдения за происходящими в окружающей природной среде физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, последствиями его влияния на растительный и животный мир, обеспечения заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей среде, предупреждения и прогноза ее состояния.

В зависимости от динамики развития экологической ситуации и степени pиска, вызванного этим развитием для пpиpоды и общества, прогноз может бытькpаткосpочным (до 1 года, оперативный), сpеднесpочным (до 5 лет, тактический) и долгосpочный (до 20 лет, стратегический).

По масштабам прогнозируемых явлений экологическое пpогнозиpование делят на:

глобальное(физико-географическое),

региональное (в пределах нескольких стран, одного материка, океана и т.п.),

национальное (в пределах государства),

локальное (для небольших территорий).

Экологическое пpогнозиpование проводится с помощью специальных методик:

· линейной (прямолинейной, экспоненциальной или по иным заранее известным кривым изменений),

· экстраполяции(продления существующих тенденций во времени),

· модельной экстраполяции (учитывающей возможную неравномерность в развитии процессов; модель может быть натурным экспериментом),

· интуитивного (экспертного) предсказания (так называемый метод Дельфи, основанный на логическом моделировании, индивидуально проводимом группой экспертов, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов высказываний),

· анализа причинно-следственной цепи или проведения аналогий (предполагается, что грядущий процесс будет аналогичен по цепи причина – следствие уже известным явлениям, происходившим в сходных условиях),

· первичного толчка (наблюдаемое слабое изменение рассматривается, как способное перерасти в сильное, высокозначимое),

· качественного скачка (предсказания перехода слабого роста в сверхэкспоненциальный вариант метода экстраполяции).

Указанные методы имеют сильные внутренние ограничения, которые требуют осторожного отношения к результатам экологического пpогнозиpования.

Другое существенное ограничение возможностей экологического пpогнозиpования состоит в том, что для суждений о будущем поведении природных систем всегда недостает информации, что связано с исключительной сложностью природных систем, включающих организмы и человека.

Разрыв в объеме имеющейся и необходимой информации, как правило, превышает несколько порядков. Обычно неизвестно, как поведет себя природная система в будущем при естественном развитии и тем более при наложении на нее процессов, связанных с хозяйственной деятельностью.

Например, при довольно ясном представлении о физической природе парникового эффекта и наличии данных наблюдений о повышении температуры на Земле нет метода выделения в этом повышении антропогенного или естественного сигнала.

Экологическое пpогнозиpование – необходимое условие для проектирования различных природоохранных мероприятий.

В зависимости от возмущающего фактора, реакции пpиpодных сpед и целей прогноза, он может быть оpиентиpован на конкретный пpиpодный объект, напpимеp, состояние воздуха по пеpифеpии ГРЭС или какого то иного промышленного пpедпpиятия, или водного источника, либо охватывать весь комплекс пpиpодных объектов и процессов и, наконец, включать в себя также реакцию здоровья населения на непосpедственое воздействие техногенеза и опосpедованное его воздействие через ухудшение состояния окружающей пpиpодной среды.

По мере укрупнения теppитоpии, охватываемой прогнозом, и срока его возможной реализации, в составе прогноза все большую pоль должны играть социально-экономические и демографические факторы и варианты развития.

В общем плане, вопросы ориентации планетарного и в определенной меpе межрегионального уровня экоменеджмента, дополнительно pассмотpены на основе резолюции, принятой на Конференции Организации Объединенных Наций по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де Жанейpо в июне 1992 года

Источник: https://studopedia.su/10_148979_ekologicheskoe-ppognozipovanie.html

Экологическое прогнозирование

Экологическое пpогнозиpование

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Управление любой хозяйственной деятельностью невозможно без прогнозирования ее последствий. Оценивая состояние любого производства, взаимодействующего с окружающей средой, важно выяснить, как оно может повлиять на природную среду; планируя любые природоохранные мероприятия, важно определить, что они могут дать.

Прогноз в природопользовании — это предсказание изменения природно-ресурсного потенциала и потребностей в природных ресурсах в локальном, региональном и глобальном масштабах.

Прогноз воздействия на среду — предсказание изменений в природной среде в результате хозяйственной деятельности.

Прогноз изменения среды — предсказание устойчивых перемен в природной среде, происходящих в результате сложных цепных процессов, связанных как с прямым, так и с косвенным воздействием человечества на среду.

Прогноз использования природных ресурсов — предварительное определение объема природных ресурсов, которые могут быть вовлечены в хозяйственный оборот с учетом экономических, социальных, технических и экологических возможностей и ограничений; производится на определенный срок как теоретическая (расчетная или экспертная) прикидка.

Прогнозирование— совокупность приемов, позволяющих на основе анализа внешних и внутренних связей, присущих объекту, а также их вероятных изменений в рамках рассматриваемого явления или процесса вынести суждения определенной достоверности относительно его будущего развития.

Прогнозирование экологическое — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человечества.

Прогнозирование отличается от предупреждения-экстраполяции, смысл которого в утверждении, что если процесс будет идти в современном направлении и наблюдаемыми темпами, то это приведет к таким-то последствиям.

Такое предупреждение не является точным прогнозом, но указывает на обязательность (или весьма высокую вероятность) качественных перемен в природных системах.

Известные тревожные «модели мира» Форрестера и Медоуза являются именно предупреждением — экстраполяцией, но не прогнозом в прямом смысле этого слова.

Для надежного прогнозирования необходимо использовать разностороннюю информацию относительно связи между различными воздействиями на окружающую природную среду и их последствиями. Именно на обработке такой информации основывается прогноз.

Так, например, зная, как влияет содержание в воздухе SO2 на заболевание органов дыхания у людей, а также каковы в среднем затраты на лечение одного заболевшего, можно прогнозировать как ущерб здоровью людей, вероятный при выбросе в атмосферу определенного количества диоксида серы, так и соответствующие материальные затраты

Трудности прогнозирования заключаются в следующем:

1. Природа развивается по своим законам, наши знания которых всегда относительны, поскольку свойства и качества материи бесконечны.

2. Вмешательство в природную среду в значительной степени обусловлено законами, действующими в человеческом обществе, а согласовать законы природы и общества друг с другом не легко.

3. Природные ресурсы и объекты планеты взаимосвязаны и взаимообусловлены; они зависят от космических воздействий, влияния других планет. Учет всех факторов достаточно сложен из-за недостаточной информации обо всех этих воздействиях и взаимодействиях.

4. Влияние на состояние и здоровье людей оказывают не только природные, но и общественные факторы. Учесть это в полной мере довольно трудно. Однако, ввиду того, что нельзя проводить эксперименты на людях, возможно выдать соответствующие рекомендации на основе ряда опытов, осуществленных на других организмах.

5. При прогнозировании влияния ухудшения природной среды на здоровье людей трудно учесть сопротивляемость, устойчивость, приспособляемость организма человека.

6. Прогнозирование природопользования должно осуществляться на основе прогноза социально-экономического развития на всех уровнях (страны, региона).

7. Прогнозирование природопользования зависит от перспектив развития научно-технического прогресса, особенно в сферах, непосредственно связанных с природопользованием. При этом следует особо выделить:

— развитие энергетики, на основе которого можно оценивать эквивалентные соотношения отраслей в природопользовании (энергия — эквивалент потребления природно-ресурсного потенциала);

— создание и внедрение в хозяйственную деятельность новых материалов, веществ, сырья;

— совершенствование технологии производства, широкое внедрение ресурсосберегающих технологий на основе максимального использования (многими потребителями, пользователями) свойств, качеств природных ресурсов, объектов (комплексное, последовательно-повторное, малоотходное).

Основная цель использования достижений научно-технического прогресса в природопользовании состоит в осуществлении принципа: «растущие потребности удовлетворяются за счет интенсификации использования ресурсов, вовлекаемых в производство на основе прогрессирующего научно-технического развития».

При прогнозировании необходимо учесть следующие особенности:

— фоновое состояние и наложение воздействий соседей;

— характер застройки и ее расположение по отношению к источнику выбросов;

— реакция природного комплекса на антропогенные воздействия: быстрая или консервативная;

— эффект суммирования воздействий от одного источника;

— эффект суммирования воздействий от многих источников;

— эффект суммирования от наложения данного антропогенного воздействия на фон или на другое антропогенное воздействие.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Дата добавления: 2016-03-27; просмотров: 2870 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: https://lektsii.org/5-22743.html

Экология СПРАВОЧНИК

Экологическое пpогнозиpование

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ — см. Прогнозирование экологическое.[ …]

Прогнозирование экологических ситуаций сравнительно новое направление в географии.

Но уже имеется ряд достижений, особенно в области регионального прогнозирования и географической и экологической экспертизы тех-нико-экономических обоснований (ТЭО) и схем развития и использования природных ресурсов регионов и районов, народнохозяйственных проектов (Емельянов, 1982; Звонкова, 1987; Симонов, 1976 и др.).[ …]

Прогнозирование экологических ситуаций на основе широкого круга явлений, процессов, связей и т.д. без определения оценки «веса” каждого фактора может привести к неправильным результатам. Оправдываются те прогнозы, которые базируются на основе ведущих факторов.[ …]

Прогнозирование экологической ситуации является сложной по своей структуре задачей. Оно включает три типа блоков (рис.

9), объединенных целевым назначением: социально-экономический (прогноз антропогенных воздействий и нагрузки), геосистемный (прогноз изменения природной среды — ландшафтов) и экологических проблем и ситуаций (прогноз влияния изменения свойств ландшафтов на условия проживания людей и состояние их здоровья, природно-ресурсный потенциал, генофонд и т.д.).

Разработка прогноза каждого из названных блоков является самостоятельной задачей. При системном же подходе они имеют общую цель — суждение о состоянии экологической ситуации в будущем (ее пространственных и временных масштабах и степени остроты).[ …]

Прогнозирование экологической ситуации в целом основывается на анализе и синтезе прогнозов всех трех вышеназванных блоков. Методы прогнозирования при этом могут сводиться к трем известным группам: экстраполяции, моделированию и экспертизе. Каждая из них имеет свои существенные ограничения. Как считает В.И.

Курашов, «…экологическая проблема при целостном ее рассмотрении — проблема сверхвысокого порядка сложности.

Параметры таких систем невозможно исчерпывающим образом исследовать экспериментально, системы такого уровня сложности не могут быть описаны сколько-нибудь полно теоретически, не могут быть представлены математическими моделями без сильных упрощений. Отсюда любые модели биосферы, экосистемы и т.п.

даже с применением всех современных научных знаний и суперкомпьютеров соответствуют реальным системам не более, чем пластмассовая игрушка, например, слона, соответствующему живому слону» (Курашов, 1995, с.31).[ …]

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ — научная разработка представлений о возможном поведении природных (экологических) систем в будущем, определяемом как естественными процессами, так и воздействием на них человека. Подразделяют на глобальное П.э.

, региональное, национальное (в пределах государства) и локальное (для небольших территорий). В П.э. используются как общенаучные (сравнительный, исторический и др.) подходы, так и частные методы (индикационный, экстраполяция, метод аналогии, моделирование и др.). П.э.

— необходимое условие для проектирования различных природоохранных мероприятий.[ …]

Прогнозирование экологическое — научное предвидение возможного состояния природных экосистем и окружающей среды, определяемого естественными процессами и антропогенными факторами. При составлении эколого-географических прогнозов используются общие методы исследований (сравнительный, исторический, палеогеографический и др.

), а также частные методы (методы аналогий и экстраполяции, индикационный, математическое моделирование и т. п.). В последнее время особое значение приобретает экологическое моделирование — имитация экологических явлений и процессов с помощью лабораторных, логических (математических) или натурных моделей.

Эти методы сейчас используются при изучении экологических последствий глобального потепления климата (парникового эффекта), в частности с помощью математических моделей проведено прогнозирование возможного поднятия уровня Мирового океана на XXI в., а также деградации многолетней мерзлоты на территории Евразии.

Эти прогнозы необходимо учитывать уже в настоящее время с перспективой дальнейшего освоения северных регионов России. Американскими учеными на основе изучения 22 озер и водохранилищ США составлены 12 эмпирических моделей по эвтрофированию пресноводных водоемов.

Эти модели помогут контролировать в будущем темпы антропогенного эвтрофирования и качество воды в крупных озерах различных регионов земного шара.[ …]

При прогнозировании антропогенных воздействий важно учитывать то, что экономическое развитие в стране обеспечивается главным образом экстенсивными факторами, которые сохранят существенное значение и на перспективу.

Среди них ресурсообеспечение рассматривается как одно из главных условий развития промышленности.

Поэтому именно промышленные зоны и центры и, высокоурбанизированные районы с интенсивным сельским хозяйством следует считать приоритетными для географического прогнозирования экологических проблем и ситуаций.[ …]

Понятие экологического прогнозирования. Экологическое прогнозирование — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человеческой деятельности.[ …]

Рассмотрены экологические и экономические критерии обоснования экологичности производств и проведения природоохранных мероприятий, приведены примеры отечественного и зарубежного подхода к экономической оценке экологических последствий и прогнозированию экологических рисков.[ …]

При поисковом прогнозировании экологической ситуации на территории России и сопредельных государств использовались карты масштаба 1:8 ООО ООО ’’Наиболее острые экологические ситуации в СССР” (1989), «Карта экологических ситуаций в границах бывшего СССР” (1992), «Состояние окружающей природной среды Российской Федерации» (1996), а также составленные региональные экологические карты более крупного масштаба. На этих картах показана сложившаяся на конец 80-х — начало и середину 90-х годов нашего столетия экологическая обстановка на обширной территории бывшего СССР. На них показаны ареалы с катастрофическими, кризисными и критическими экологическими ситуациями. Всего на территории страны выделено более 300 ареалов острых экологических ситуаций, занимающих площадь около 4 млн. км2 , или 18 % всей территории страны. По нашим оценкам, за последние 20 лет, с 1972 г., площадь ареалов наиболее острых экологических ситуаций в СССР возросла на 2 млн. км . Это расширение произошло главным образом за счет районов нового освоения и территории радиоактивного загрязнения в результате аварии на Чернобыльской АЭС и ПО «Маяк» в Челябинской области, а также испытаний ядерного оружия. Из районов освоения выделяются прежде всего нефтегазоносные месторождения Западной Сибири (Ямал, Тазовский полуостров) и Коми (Печора-Ухта), а также зона БАМа. В северных и восточных районах страны возник целый ряд локальных ареалов острых экологических ситуаций, связанных с разведкой и добычей полезных ископаемых.[ …]

Общие требования к прогнозированию экологической обстановки закреплены в Законе Российской Федерации от 20 июля 1995 г. «О государственном прогнозировании и программах социально-экономического развития».[ …]

В пособии рассматриваются методы экологической диагностики и процедура экологической экспертизы современных социоэколого-эко-номических систем. Представлен в системном единстве нормативноправовой «инструментарий» государственного экологического менеджмента.

Приводятся различные способы моделирования и прогнозирования экологических последствий хозяйственной деятельности, индикаторные показатели состояния, используемые при экологическом нормировании социоэколого-экономических систем.

Разъясняются приемы экологической диагностики, моделирования и работы с ЭВМ.[ …]

Количественные и качественные критерии экологической эффективности охраны окружающей среды. Методы оценки и прогнозирования экологической эффективности.[ …]

Поэтому своевременная экономическая оценка и прогнозирование экологических последствий в старых нефтяных районах позволит избежать целого ряда ошибок в проведении экологической политики при освоении новых нефтегазоносных провинций в северных регионах и Восточной Сибири.[ …]

Вместе с тем методологические и методические вопросы прогнозирования экологических ситуаций остаются еще недостаточно разработанными, что присуще прогнозным географическим исследованиям.

Для направлений географического прогнозирования вообще, и для прогнозирования экологических ситуаций в частности, характерен целый ряд барьеров (ограничений), которые условно можно разделить на четыре группы: общепрогностические, общегеографические, информационные, организационно-управленческие.

Наибольшую актуальность имеют информационные проблемы, решение которых напрямую связано с результатами прогнозирования.[ …]

Для обеспечения корректности проведения работ по анализу и прогнозированию экологической ситуации в окружающей среде особую роль играет базовый (фоновый) мониторинг.

С этой целью на территории России работает семь станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ), которые расположены в биосферных заповедниках: Баргузинском, Центрально-Лесном, Воронежском, Приокско-Террасном, Астраханском, Кавказском и Алтайском.

С помощью этих станций получают фоновые значения концентраций различных веществ в атмосфере, гидросфере и литосфере. Например, концентрация бензапирена в атмосфере в фоновых районах составляет 0,02. .0,09 нг/м3.

В холодный период года на европейской территории России (ЕТР) среднемесячные концентрации изменяются в пределах от 0,08 до 0,38 нг/м3, в теплый период — от 0,01 до 0,19 нг/м3.[ …]

В соответствии с приведенным алгоритмом разработана программа прогнозирования экологических рисков и затрат на предотвращение аварий (на снижение экологических рисков).[ …]

На уровне предприятия предусматривается сбор оперативных данных об экологической обстановке в производственных подразделениях, при необходимости — периодический контроль экологического состояния промышленных и санитарнозащитных зон, ввод в систему данных от автоматических станций контроля, передвижных и стационарных лабораторий, накопление и статистическая обработка данных, моделирование и прогнозирование экологической обстановки под воздействием техногенной деятельности подразделений, разработка рекомендаций по ограничению их влияния на окружающую среду.[ …]

КИЙ — признак, на основании которого производится оценка, определение или классификация экологических систем, процессов и явлений. Вопрос о К. э.

очень важен для экологического обоснования проекта, экологического планирования, прогнозирования, экологической экспертизы и эколого-эконо-мической оценки. К.э. может быть природозащитным (сохранение целостности экосистемы, вида организма, его местообитания и т. п.

), антропоэко-логическим ( воздействие на человека, на его популяции) и хозяйственным, вплоть до воздействия на всю систему «общество — природа».[ …]

Важным вопросом остается разработка методики получения банка данных и подходов к возможности использования дополнительных данных при прогнозировании экологических ситуаций.[ …]

Если раньше основной задачей мониторинга было наблюдение за источниками и уровнем загрязнения окружающей среды на фоне естественных флуктуаций, то в настоящее время мониторинг служит базой для экологического прогнозирования.

Экологическое прогнозирование — определение последствий воздействия хозяйственной и производственной деятельности человека путем расчета и моделирования опасного воздействия на окружающую среду.

Экологическое прогнозирование строится на экологическом мониторинге окружающей среды.[ …]

В ходе исследований особое внимание уделено изучению геофильтрационных и миграционных параметров, используемых при решении теоретических и прикладных задач методом математического моделирования для прогнозирования экологической обстановки и управления техногенными процессами на территории АГКМ.[ …]

Таким образом, описываемые районы захоронения жидких радиоактивных отходов, находящиеся в зоне сочленения платформенной и горноскладчатых областей, характеризуются весьма сложными геолого-гидрогеологическими условиями, в которых долгосрочное прогнозирование экологической безопасности захороненных промстоков представляет собой сложную многофакторную задачу[53].[ …]

Рассмотрена задача о капиллярно-гравитационной пропитке почвы, возникающая при разливах газоконденсата, нефти и нефтепродуктов в процессах их добычи, транспортировки и переработки.

Чаще всего она связана с аварийным порывом трубопровода, когда на поверхность земли за короткий промежуток времени попадает боль-шок количество углеводородной жидкости.

Знание динамики распределения углеводородов в почве служит основой как для прогнозирования экологической ситуации и для последующей очистки, так и создания соответствующих нормативных методик безопасности газовой и нефтяной промышленности.[ …]

Источник: https://ru-ecology.info/term/51929/

Refy-free
Добавить комментарий