Комплексная система прогнозирования экологических ситуаций

Прогнозирование экологической ситуации является сложной по своей структуре задачей. Оно включает три типа блоков (рис. 17), 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).

Прогноз антропогенных воздействий следует из текущих и программных задач, социально-экономического развития страны и регионов. Эти задачи еще совсем недавно формул ирова-

Комплексная система прогнозирования экологических ситуаций лись в так называемых основных направлениях экономического и социального развития страны и отдельных регионов

Рис. 17. Комплексная система прогнозирования экологических ситуаций лись в так называемых основных направлениях экономического и социального развития страны и отдельных регионов, в планах, отраслевых и территориальных схемах, комплексных и отраслевых научно-технических и социально-экономических программах (энергетической, мелиорации и др.). В свою очередь разработка всех вышеназванных документов базировалась на прогнозах экономического развития, численности населения и развития технологии. В настоящее время в условиях перехода к рынку перспективы развития страны и отдельных регионов неопределенны, что не может не сказаться на результатах прогнозных суждений.

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 ресурсообес печение 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.

Прогноз возможных состояний ландшафтов основывается на структурно-динамической концепции геосистемы, наиболее полно разработанной В. Б. Сочавой [1987] и его последователями. Сущность этой концепции заключается в переходе структуры природных систем из одной в другую в пределах инварианта (возможных допустимых изменений) за счет внутреннего саморазвития и под влиянием природных и антропогенных факторов. Изменение структуры и соответственно свойств геосистемы можно оценить по целому ряду признаков, одним из которых, например, может быть структура растительного покрова или динамический ряд почв, другими — привнесение чужеродных веществ и изменение состава воздуха, вод, почв, нарушение рельефа, водного и термического режимов.

Антропогенно измененные системы, как и ненарушенные структуры, имеют те же динамические тенденции, заключающиеся в закономерной смене состояний во времени. Смену антропогенных изменений геосистемы можно рассматривать как трансформацию структуры, зависящую от степени антропогенной нагрузки. При этом, как отмечает В. С. Михеев, геосистемы «...упорядочиваются по тенденции их видоизменения, а не морфологических сочетаний, и выступают как преобразования

(деформации)...» [1987. С. 9]. При усилении нагрузки геосистема проходит ряд состояний (по времени это может происходить медленно или быстро), удаляясь от коренного состояния (дигрессион- ный ряд структур), при ослаблении — приближаясь к нему (восстановительный ряд). Величина изменения «смещения» геосистемы определяется также особенностями структуры и ее устойчивостью ко внешним факторам. При значительном превышении антропогенных нагрузок (горные разработки, большой объем или высокая токсичность выбросов, создание водохранилищ, гидротехническая мелиорация) геосистема полностью деградирует, разрушается и переходит в новое качественное состояние (карьеры, затопленные и загрязненные участки, солончаки и т. д.).

В. Б. Сочавой предложен способ графического изображения многолетнего хода развития структуры элементарных геосистем в виде графа (модель эпифации, имеющая и чисто прогнозное значение). Он удобен для показа динамики сложной системы, состоящей из многих разобщенных в пространстве геосистем и их выделов, представляющих ее различные состояния, в том числе антропогенные трансформации.

Динамическое состояние и структура геосистемы выявляются по изменению свойств компонентов ландшафта (в первую очередь, экологически значимых) в пространственно-временном ряду наблюдений и при картографировании геосистемы. Методика этих исследований разработана достаточно полно. Имеется также опыт использования структурно-динамических подходов к прогнозированию состояния геосистемы отдельных регионов и районов.

Прогноз социально-экономических последствий изменения среды учитывает, в первую очередь, состояние здоровья населения (младенческую смертность, врожденные аномалии развития новорожденных, смертность по возрастным группам мужчин и женщин, заболеваемость детей и взрослых, распространение онкологических заболеваний), снижение эффективности хозяйства, экономический ущерб, затраты на предотвращение или ликвидацию неблагоприятных экологических изменений, потерю или истощение природных ресурсов и генофонда, экологически обусловленное социальное напряжение, долю безработных в результате закрытия предприятий по экологическим причинам, миграцию населения в связи с экологической обстановкой и т. д.

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].

В подобных сложных нелинейных системах возможно применение сочетаний (модулей) последовательно выполняемых прогностических процедур, имеющих одинаковое целевое назначение и обеспечивающих функционирование отдельных методов прогнозирования по принципу соединения. Для всех трех прогнозных блоков экологической ситуации могут быть три разные системы прогностических модулей или одна «сквозная» система. Все системы прогностических модулей должны включать:

  • — процедуру анализа объекта прогноза,
  • — метод анализа статистической отчетности,
  • — процедуру классификации событий,
  • — процедуру анализа иерархии объекта,
  • — процедуру формулирования критериев,
  • — метод построения дерева целей и задач,
  • — метод аналогии, метод картографирования,
  • — метод морфологического анализа,
  • — метод построения матриц,
  • — корреляционные и статистические зависимости,
  • — метод балльной оценки,
  • — метод экспертных оценок.

Последовательность применения методов и их предпочтительность в каждом конкретном случае может меняться, однако основные этапы прогнозирования должны сохраняться. Нетрудно заметить, что в данной прогностической системе остаются комплексные и частные географические методы, такие как историко-генетический, сравнительно-географический и др. Комплексирование прогностических модулей производится по принципу соединения в соответствии с поставленной целью. Возможно также использование (что случается на практике чаще) для прогноза экологической ситуации разных методов прогнозирования в отдельности, например, методов экстраполяции, аналогии, экспертных оценок.

Так как объекты прогнозирования имеют значительную сложность структуры, высокую неопределенность динамики развития и функционирования, большое число неоднозначных взаимосвязей между отдельными компонентами и элементами, имеющими различную качественную природу, то эти обстоятельства заставляют предпочесть при комплексировании прогностических модулей экспертные методы. Суждения эксперта позволяют установить более или менее четкую картину будущего. При этом сами суждения проявляются в скрытом, неформализованном виде как результат накопленного экспертом профессионального опыта [Тихомиров, Попов, 1992]. Часто не представляется возможным установить логику проведения прогностических процедур. На самом деле она существует, и чем более упорядочена и формализована процедура разработки прогноза, тем большую степень достоверности имеет сам результат.

Методы экспертной оценки разделяются на индивидуальные и коллективные. Наибольшее значение имеют первые методы, и среди них — аналитические экспертные оценки, основанные на получении экспертных оценок путем логического анализа прогнозной модели, в данном случае экологической ситуации.

Аналитические экспертные оценки предполагают проведение комплексных исследований в различных регионах и районах, анализ объекта прогнозирования, состояния, тенденций и путей его развития. При этом используется вся имеющаяся информация об объекте прогноза.

Целью анализа объекта прогнозирования является разработка прогностической модели, позволяющей судить об объекте в будущем. Большое внимание при этом уделяется описанию объекта, которое содержит сведения о наиболее важных характеристиках объекта, оценку связей и влияния отдельных характеристик и их групп на тенденции развития. Анализ включает использование различных географических методов: сравнительного географического, историко-генетического, аналогии и т. д.

После анализа объекта прогнозирования наступает синтез прогнозной модели, который осуществляется объектным или функциональным путем. Первый путь нацелен на выделение подсистем (блоков), которые рассматриваются как совокупность свойств и взаимосвязей соответствующего объекта, второй основан на функциональном признаке, на выделении главных функций (например, особенностей функционирования и динамики ландшафта, его продуктивности). При анализе и прогнозировании экологической ситуации, как правило, имеет место смешанный объектно-функциональный подход. Метод аналитических экспертных оценок позволяет соединить в единое целое все последовательно проводимые прогнозные процедуры, то есть провести синтез прогнозной модели.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >