Функциональный подход к анализу экологической системы региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Функциональный подход к анализу экологической системы региона

Рязанцева Н.А.

В статье рассматриваются методы и подходы в анализе экологической системы региона. Окружающая среда описана как сложная система. В работе используется функциональная модель, основанная на процессном подходе, который предполагает рассмотрение деятельности сложной системы как сети бизнес-процессов, связанных с ее целями и миссией. Представлена функциональная модель экологической системы и критерий оптимального ее функционирования. Дана оценка экосистемы Луганского региона с использованием разработанного инструментария

Ключевые слова: экологическая система, регион, функциональная модель, ресурсы, показатели, потоки, эффективность, управление, ускорение

УДК 330.15; ББК 20.18 Стр: 195 - 199

В современном мире одной из главных задач любого региона или страны является переход на новый технологический уровень производства. В процессе наращивания объемов производства происходит увеличение потребления природных ресурсов, а значит, и увеличение антропогенной нагрузки на экологическую систему региона. Именно поэтому возникает необходимость понимания того, какое влияние оказывает человеческая деятельность на окружающую среду. Индустриальное развитие большинства стран мира, активно происходившее в ХХ в., усиливало значимость промышленного производства в экономике. Стремление как можно более быстрого использования новых технологий и научных открытий дает вклад в ускорение роста производства и доходов населения. В результате чего образуется широкий мировой рынок продукции и услуг всех видов, а это стимулирует инвестиции и дальнейший экономический рост. В тоже время индустриальная среда порождает целый ряд негативных последствий для здоровья человека. К этим факторам можно отнести следующие: загрязнение воздуха, воды и почвы; несчастные случаи на производстве, социальная изолированность (отчужденность); бедность; скученность городского населения, облегчающая распространение эпидемий. И это лишь малая часть последствий техногенной революции, которая трансформирует и разрушает не только социум, но и биосферу. Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире 3,7 млн человек умирает из-за загрязнения атмосферного воздуха. Общее количество смертей, связанных с воздействием загрязненного воздуха, как в помещениях, так и в атмосфере, достигает 7 млн в год [7]. По данным Международного агентства по изучению рака ВОЗ, загрязнение воздуха является главной причиной возникновения онкологических заболеваний [8]. Не менее ощутимый вред наносится животному миру. Согласно докладу Всемирного фонда дикой природы, человеческая активность привела к тому, что в 1970-2010 гг. численность диких животных сократилась в среднем на 52% [2]. Только разумное природопользование, эффективное управление процессами загрязнения и восстановления экосистемы являются залогом полноценного развития любой административной территории, начиная от района, области, заканчивая страной, планетой.

С этой целью и проводится оценка функционирования экологической системы региона. Это даст возможность не только провести диагностику окружающей среды, но выработать грамотное управление со стороны государства на всех уровнях (государственном, региональном, местном) всеми доступными ресурсами (экономическими, социальными, экологическими), позволит снизить вред, наносимый деятельностью человека окружающей среде и заложить мощный фундамент для последующего восстановления и улучшения состояния экологической системы. В контексте стоящих проблем анализ состояния экологической системы региона для повышения качества управленческих решений в сфере рационального природопользования представляется весьма важным вопросом. Объектом исследования выступает экологическая система региона. Предметом исследования являются инструменты оценки состояния экологической системы региона.

Многие ученые посвящают свои исследования оценке состояния экологических систем. Так, Бакуменко Л.П. и Коротков П.А. [3] предлагают использовать интегральную оценку качества и степени экологической устойчивости региона на основе иерархической системы показателей и частных критериев экологического состояния территории. Строится иерархическая система в соответствии с ресурсно-компонентным подходом, т.е. выделяются соответствующие темы, которые описывают экологическое состояние или же ущерб, который наносится компонентам окружающей среды (атмосфере, водным ресурсам, почве, лесу, животному миру, биологическому разнообразию). Далее по методу главных компонент осуществляется отбор наиболее информативных частных критериев среди набора каждого раздела. Данная методика позволяет определять динамику интегральных индикаторов для региона, направления совершенствования экологической политики, прогнозировать экологическую ситуацию и результаты управленческих решений. Белогуров В.П. использует методологию комплексного оценивания экологического состояния территории [4], которая формируется из составляющих ее интегральных оценок (атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы).

Данная методология предоставляет возможность получения объективной (без участия экспертов) оценки путем расчетов по официальным (статистическим) данным. Бурматова О.П. предлагает оценивать состояние окружающей среды с помощью следующей системы региональных экологических индикаторов [6]: индикаторы состояния ресурсно-экологического потенциала региона, индикаторы воздействия на окружающую природную среду и характер ее изменения, индикаторы здоровья населения в связи с экологической ситуацией.

Важность экологических индикаторов заключается в том, что они выполняют роль инструментов достижения целей экологической политики, разработки комплекса мероприятий в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов в регионе. Мыларщиков А.М. проводит систематизацию методов оценки антропогенного воздействия на окружающую среду [11] и предлагает 10 наиболее значимых для оценки показателей. Бузмаков С.А., Овеснов С.А., Шепель А.И, Зайцев А.А. описывают методику экологической оценки района [5] на основании степени деградации почв, травяной растительности, лесной растительности и животного мира. Результаты данных исследований могут использоваться органами государственного контроля и другими заинтересованными лицами для разработки комплекса мероприятий по охране окружающей среды. На Украине для целей анализа состояния окружающей среды используется методика, разработанная специалистами Института демографии и социальных исследований имени М.В. Птухи Национальной академии наук Украины [13].

К недостаткам данной методики можно отнести отсутствие учета влияния экологической обстановки на социальную сферу. Следует отметить, что все рассмотренные подходы используют системный анализ в изучении экологической обстановки, и это еще раз подчеркивает сложность объекта исследования, каким является окружающая среда. Однако хочется подчеркнуть трудности практического применения предложенных инструментов из-за необходимости сбора информации, которая не предусмотрена Государственным комитетом статистики.

Таким образом, вопрос исследования и оценки экологической сферы административных территорий остается актуальным на сегодняшний день. Дальнейшее направление поиска адекватного инструментария видится в применении современных подходов моделирования функционирования сложных систем с использованием информационных технологий. Экологическая система -- это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами [16]. С точки зрения исследования, она является сложной слабоструктурируемой системой, в рамках которой можно выделить огромное множество стохастических подсистем более низкого уровня, находящихся в динамической взаимосвязи и постоянно влияющих друг на друга [14]. Для анализа состояния таких сложных объектов наиболее эффективно применять методы моделирования. В работе используется функциональная модель, основанная на процессном подходе [20], рассматривающем деятельность сложной системы как сети бизнес-процессов, связанных с ее целями и миссией. Любой внутрисистемный процесс можно представить следующим образом:

Рис. 1 - Модель внутрисистемного процесса

где Bx1...i -- комплекс входных потоков ресурсов, Bыx1...j -- комплекс выходных потоков ресурсов, У1...k -- комплекс управляющих воздействий, M1...n -- комплекс механизмов преобразования ресурсов, З1...p -- комплекс замыкающих потоков, характеризующих отрицательные результаты деятельности системы. В процессе функционирования экологической системой потребляются и преобразовываются экологические ресурсы (в качестве основного объекта воздействия); экономические ресурсы (в качестве источника средств воздействия); социальные ресурсы (в качестве источника механизмов воздействия).

В результате образуется комплекс, основными элементами которого являются:

? природные ресурсы, включающие в себя сырьевые ресурсы, как результат деятельности предприятий добывающей отрасли, представляющие трансформированную форму экологических ресурсов, которые будут использоваться в промышленности; а также биологические ресурсы, как результат целенаправленной деятельности человека по сохранению лесов, рек, животных;

? загрязнение атмо-, гидро-, литосферы -- наиболее опасный результат функционирования экологической системы, источником которого является техногенное воздействие на экологические ресурсы, а характеристикой -- интоксикация биосферы веществами, которые угрожают жизни живых организмов [14]. Функциональная модель экологической системы представлена на рисунке 2.

Рис. 2 - Функциональная модель экологической системы региона

Важно также отметить, что, рассматривая экологическую систему как процесс преобразования экологических ресурсов, необходимо выделить непосредственно механизмы преобразования этих ресурсов. Подразумевается, что в основе любой инфраструктуры в качестве движущего механизма заложена человеческая деятельность. Поэтому выделены экономическая и социальная инфраструктуры как исполнители данного преобразования. Таким образом, трансформация экологических ресурсов носит потребительский характер и представлена в виде загрязнения и добычи сырья. Процессы, которые оказывают влияние на функционирование экологической системы региона, можно рассматривать с нескольких позиций:

? с позиции загрязнения населением водных ресурсов посредством слива сточных вод;

? с позиции загрязнения населением атмосферы посредством выбросов в атмосферу вредных веществ;

? с позиции загрязнения окружающей среды предприятиями области при выпуске продукции;

? с позиции возобновления экологических ресурсов через восстановление биосферы региона. Указанные в модели потоки можно описать посредством статистических показателей.

Рис. 3 - Описание внутрисистемных процессов экологической системы посредством статистических показателей

Вектор развития внутрисистемных процессов зависит от эффективности управления. Для анализа качества управления системой (как результат ее состояния) достаточно проанализировать значения показателей, характеризующих потоки A(З), A(Вх), A(M), A(Вых). Для формирования корректного вывода данный подход нельзя считать полноценным. Все процессы делятся на управляемые и неуправляемые, именно поэтому существует такая характеристика как управляемость системы, которая представляет собой отношение процессов, поддающихся управлению ко всем потенциально возможным. Так же далеко не все процессы материализуются в деятельности, большинство из них представляют собой воздействие, влияющее на системы, неуправляемые человеком.

При этом в силу того, что они динамичны, оценкой их функционирования служит отношение итогов прошлого периода к итогам текущего и называется приростом или скоростью показателей. Таким образом, изменение характеристик процесса (приросты) есть результат определенного режима функционирования системы, являющегося согласованной композицией состояний управления процессами системы. Тогда как оценкой изменения динамических характеристик процессов, то есть влияния нового характера управления на состояние совокупности процессов будет ускорение, которое характеризует изменение скорости показателей.

Исходя из этого, для анализа эффективности внутрисистемных процессов достаточно использовать значения ускорений показателей, описывающих соответствующие потоки: A(З), A(Вх), A(M), A(Вых). Следует отметить, что динамический подход к анализу состояния процесса не привязывает систему к какому-либо оценочному показателю или группе показателей, но отражает качество состояния экологической системы в каждый момент ее движения относительно некоторого базового состояния, которое определяется исходными ресурсами. Следовательно, роль субъективного фактора в оценке эффективности процесса значительно снижается и определяется лишь комплексом показателей, описывающих анализируемые потоки. Подобный подход к анализу эффективности функционирования процессов приводит к утверждению, что, в общем, развитие процесса определяется соотношением его потоков, характеризующих составляющие процесса.

С учетом того, что для системы ранее были определены четыре потока, критерий эффективного развития можно сформулировать следующим образом: ускорение выходного потока должно превышать ускорение механизмов преобразования, которые, в свою очередь, должны превышать ускорение входного потока; ускорение замыкающего потока должно быть меньше ускорения входного. A(З) < A(Вх) < A(M) < A(Вых) (1) Данное неравенство отражает оптимальное динамическое соотношение между входными, выходными, замыкающими ресурсами (потоками) и потоками механизмов, и соответствует основному соотношению в экономике между затратами и выпуском. Оценим состояние экологической системы Луганского региона с использованием предложенных инструментов: функциональной модели (рис.3) и неравенства (1). Исходные данные для анализа представлены в таблице 1 [10].

Таблица 1 - Данные о функционировании экологической системы Луганского региона за 2006-2014 гг.*

* В связи с военно-политическим конфликтом статистические данные за 2015 год отсутствуют Результаты вычислений для наглядности отображены в виде диаграмм. На рис. 4 представлены усредненные данные ускорения входных, механизмов, выходных и замыкающих потоков экологической системы Луганского региона за исследуемый период. Как видно, оптимальное динамическое соотношение (1) не выполняется. Анализ подтверждает удручающую ситуацию, сложившуюся за последние годы в экологии региона. Все потоки, кроме замыкающего, имеют отрицательные ускорения.

Рис. 4 - Усредненные данные ускорения потоков, описывающих функционирование экологической системы региона

Проведем более детальный анализ ускорений показателей внутри каждого потока. На рисунках 5-8 отражены темпы приростов показателей, описывающих потоки экологической системы.

Рис. 5 - Ускорения показателей, характеризующих входящий поток

экологический система атмосфера

Анализируя составляющие входящего потока (рис. 5), можно отметить следующее:

? за исследуемый период в регионе наблюдался спад промышленного производства (объемы реализованной промышленной продукции упали), что и обусловило сокращение темпов прироста выбросов вредных веществ в атмосферу (см. рис. 8);

? отсутствие капитальных инвестиций в охрану окружающей среды не способствовало восстановлению биосферы, а именно: наблюдается сокращение площади лесов, территорий заповедных зон и охотничьих хозяйств (см. рис. 6) и как следствие -- поголовья охотничьих животных (см. рис. 7);

? рост экологических платежей не обеспечил достаточно ресурсов для положительной динамики результата функционирования экологической системы;

? несмотря на положительную динамику в наращивании мощностей очистительных сооружений и введение в эксплуатацию новых станций для очистки сточных вод (см. рис. 6), сброс загрязненных оборотных вод в поверхностные водные объекты и темпы прироста количества произведенных отходов I-III классов опасности увеличились (см. рис 8).

Рис. 6 - Ускорения показателей, характеризующих механизмы преобразования входящего потока в?выходящий

Рис. 7 - Ускорения показателей, характеризующих выходящий поток

Рис. 8 - Ускорения показателей, характеризующих замыкающий поток

На основании проведенного анализа можно сделать следующие выводы. Отсутствие должных инвестиций в охрану окружающей среды вызвало ухудшение экологической инфраструктуры и не способствовало восстановлению биосферы. Это, в свою очередь, отразилось на здоровье населения -- вызвало повышение заболеваемости и сокращение продолжительности жизни.

Уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу объясняется, прежде всего, экономическим спадом в регионе, а не целенаправленными действиями со стороны экологических служб разного уровня (региона, города, предприятий и т.п.).

Следующие риски в экологической сфере связаны с накоплением отходов. На начало 2014 года на территории области накоплено свыше 1,5 млрд отходов всех классов опасности. Результаты исследования не противоречат и официальным данным.

Согласно статистическому бюллетеню Государственной службы статистики Украины, Луганская область в 2014 году занимала 22 место среди всех областей по состоянию окружающей среды [13]. Представленный инструмент анализа обладает рядом преимуществ. Он основывается не на конкретных моделях, а на технологии моделирования -- на технологии функционального моделирования, которая дает возможность учесть специфику каждой административной территории.

Рассмотренный подход не привязывается к вычислению определенных показателей или индексов. Он нацелен на исследование внутренних процессов и эффективности их функционирования через сопоставление темпов приростов показателей.

Литература

1. Environmental Performance Index -- Development / Режимдоступа: http://epi.yale.edu

2. Living Planet Report | WWF / Режимдоступа: http://wwf.panda.org/about_our_earth/all_publications/living_planet_report

3. Бакуменко Л.П., Коротков П.А. Интегральная оценка качества и степени экологической устойчивости окружающей среды региона // Прикладная эконометрика. -- 2008. -- № 1 (9) -- С. 73-92.

4. Белогуров В.П. Разработка методологии интегрального оценивания экологического состояния территорий // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. -- 2014. -- № 10 (71) -- С. 51-56.

5. Бузмаков С.А., Овеснов С.А., Шепель А.И, Зайцев А.А. Методические указания «Экологическая оценка состояния особо охроняемых природных территорий регионального значения» // Географический вестник. -- 2011. -- № 2 (17). -- С. 49-59.

6. Бурматова О.П. Индикаторы состояния окружающей среды региона // Вестник НГУ: Социально-экономические науки. -- 2003. -- Т. 3. -- № 2 -- С. 98-110. 7. ВОЗ

7 миллионов смертей ежегодно связаны с загрязнением воздуха / Режим доступа: http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2014/air-pollution/ru

8. ВОЗ | Рак / Режим доступа: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs297/ru

9. Всемирный фонд дикой природы: за живую планету! / Режим доступа: https://www.wwf.ru

10. Головне управлЎння статистики в ЛуганськЎй областЎ / Режим доступа: http://www.lg.ukrstat.gov.ua

11. Мыларщиков А.М. Систематизация методов оценки антропогенного воздействия на окружающую среду // Интернет-журнал «Науковедение». -- 2012. -- № 3(12).

12. Орлов А.И. Организационно-экономическое моделирование. Теория принятия решений -- М.: КНОРУС, 2010.

13. Публикация документов Державной Службы Статистики Украины / Режим доступа: https://ukrstat.org/uk/metod_polog/menu/07_posl.htm

14. Рязанцева Н.А. Функциональная модель анализа эколого социально-экономического развития региона // Инновационные инструменты маркетинг-менеджмента: монография -- Луганск: «Ноулидж», 2016. -- С. 26-52.

15. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. -- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

16. Сыроежин И.М. Совершенствование системы показателей эффективности и качества -- М.: Экономика, 1980.

17. Харченко М.А. Корреляционный анализ -- Воронеж: ВГУ, 2008.

18. Экология Луганщины | Мой город / Режим доступа: http://sever.lg.ua/2014-02-03-ekologiya-luganshchiny

Размещено на Allbest.ru