Ресурсні цикли в техносфері

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ресурсні цикли в техносфері

Світове господарство можна розглядати як екологічну нішу людства -- техносферу. За багатьма просторовими та потоковими параметрами вона збігається з біосферою, екологічна місткість якої обмежена. Це зумовлює неминучу конкуренцію між активними елементами біосфери і техносфери, між суспільним виробництвом і планетарною біотою. Багато ознак таких взаємозв'язків виглядають як конкурентне витискування біосфери.

Техносфера -- глобальна сукупність знарядь, об'єктів, матеріальних процесів і продуктів суспільного виробництва, простір геосфер Землі, на який впливає виробнича діяльність людини та є зайнятим її продуктами. У XX ст. людина розширила межі техносфери за межі біосфери -- у близький і далекий Космос, у глибини земної кори, під дно океану -- і створила особливу матеріально-енергетичну оболонку планети. Можна стверджувати, що світове господарство почало функціонувати не лише як глобальна техніко-економічна, а й як глобальна еколого-географічна система*42.

Природокористування -- це сфера виробничої та наукової діяльності, спрямована на комплексне вивчення, освоєння, використання, відновлення, покращення та охорону природного середовища і природних ресурсів з метою розвитку продуктивних сил, забезпечення сприятливих умов життєдіяльності. При цьому під сутністю поняття раціонального природокористування слід розуміти високоефективне господарювання, що не спричинює різкі зміни природно-ресурсного потенціалу та несприятливі зміни у навколишньому природному середовищі, які можуть завдати шкоди здоров'ю і життю людини.

Основними видами природокористування є: промислове, сільськогосподарське, рекреаційно-природоохоронне. За характером використання природних ресурсів розрізняють: землекористування, водокористування, лісокористування, використання мінеральних ресурсів та ін. (табл. 3.1).

Таблиця 1 Класифікація основних напрямів і видів природокористування

природокористування суспільний техносфера

Концепцію ресурсних циклів розробив у 1975 р. учений І.В. Комар. Він вважав, що обмін речовин між суспільством і природою має добре виражений характер поліциклічного процесу. А сумарний потік цього обміну можна поділити на окремі ресурсні цикли*43.

Будь-який технологічний процес починається з вилучення з навколишнього середовища природного ресурсу і закінчується поверненням у нього різноманітних відходів у а також тих готових виробів, термін яких уже минув. Цей процес незамкнений. На відміну від природних обмінних циклів у біосфері, в техносфері він має кінцевий характер. Ці відмінності зумовлюють істотні суперечності їх взаємодії. Наприклад, унаслідок антропогенної діяльності порушується розвиток природних циклів, що виводить їх зі стану стійкої рівноваги.

Ресурсний цикл -- сукупність перетворень і просторових переміщень речовин, які відбуваються на всіх етапах використання природних ресурсів. Ресурсний цикл включає: 1) виявлення природних ресурсів; 2) підготовку до експлуатації; 3) вилучення з природного середовища; 4) переробку; б) споживання; 6) повернення у природу. Ресурсні цикли поділяються на дві великі групи:

-- ресурсні цикли на основі використання відновлюваних ресурсів. Вони включають три підгрупи: 1) цикли ґрунтово-кліматичних ресурсів і сільськогосподарської сировини; 2) цикли лісових ресурсів і лісоматеріалів; 3) цикли ресурсів флори і фауни;

-- ресурсні цикли на основі використання корисних копалин. Також розрізняють три підгрупи: 1) цикли енергоресурсів та енергії; 2) цикли металорудних ресурсів і металів; 3) цикли неметалевої викопної сировини.

Ресурсні цикли поступово трансформуються на основі таких самих принципів, що і природні цикли. Це принципи взаємозв'язку та замкненості. За умови такої трансформації відбувається організація ресурсних циклів, що називається безвідходне виробництво, тобто сукупність технологічних процесів" в яких відходи одних використовуються як сировина для інших, що забезпечує їх повну утилізацію. Але в більшості виробництв утворення тих чи інших відходів неминуче. Тому нині реальною метою є перехід до маловідходних виробництв, котрі характеризуються максимально можливою утилізацією відходів.

Поняття екологічного та еколого-економічного потенціалів

В енциклопедичному созологічному словникові польської Академії наук є три визначення поняття потенціалу:

-- біотичний потенціал -- це здатність популяцій, видів, організмів до виживання, визначена за показником співвідношення народжуваності та смертності;

-- екологічний потенціал -- потенціал середовища;

-- потенціал середовища -- придатність для господарського використання.

Ідея екологічного потенціалу з чітким визначенням сутності поняття та сфери його використання, а також пов'язаних з ним похідних і допоміжних понять, може бути суттєвою як для розкриття сутності сучасних антропогенних змін у структурно-функціональній організації екосистем, так і для обґрунтування напрямів господарської діяльності, спрямованої на ефективне використання цього потенціалу. Отже, екологічний потенціал -- сукупність речовинно-енергетичних ресурсів та властивостей екосистем, що забезпечують її максимально можливі структурно-функціональні параметри (енергетичні, організаційні, біогеохімічні, водотрансформаційні, середовищні) та корисні функції (захисні, продукційні, рекреаційні, редукційні, ресурсні, естетичні), котрі може використовувати людина*44.

Екологічний потенціал -- це придатність середовища для існування людей, можливість забезпечення населення необхідними харчовими продуктами, умовами праці, відпочинку і лікування. Природні фактори створюють обов'язкове і загальне природне екологічне тло, забезпечують потреби людського організму в необхідних умовах існування (тепло, повітря, світло, вода, їжа тощо). У багатьох випадках саме природні фактори відіграють важливу роль у формуванні життєвого середовища людини і створюють екстремальні екологічні ситуації (землетруси, повені, селеві потоки, лавини тощо).

У структурі екологічного потенціалу природного середовища одне з важливих місць займає клімат, насамперед, тепло- і вологозабезпеченість. Вони мають не тільки універсальне і безпосереднє екологічне значення, а й визначають територіальну диференціацію багатьох інших екологічних показників, у тому числі біохімічних і біологічних. Від них залежить біологічна продуктивність, характер рослинності (зокрема, наявність або відсутність лісів), поширення захворювань та ін.

Особлива група показників пов'язана з водозабезпеченістю. Важливо враховувати не тільки достатність питної води, а й її якість -- рівень мінералізації, хімізації та бактеріологічний склад. У зв'язку з цим важливе значення мають біохімічні умови, тобто нестача або надлишок у природному середовищі (в тому числі у воді й ґрунтах) таких важливих для життєзабезпечення хімічних елементів, як йод, фтор, кальцій, мідь, кобальт та ін.

Досить велику екологічну роль для людини відіграють такі біотичні компоненти ландшафту, як рослинність, тваринний світ, мікроорганізми. Виняткове значення має природний рослинний покрив як джерело кисню, засобів харчування, фітонцидів, лікарських засобів та його оздоровче, рекреаційне і естетичне значення. Серед рослин є також чимало шкідливих для людини видів (отруйних, алергенів). Важливе оцінювання тваринного світу, в якому відомі численні переносники, збудники небезпечних захворювань людини, наприклад, кліщового енцефаліту, чуми, туляремії та ін. З метою визначення екологічного потенціалу важливе значення також мають повторюваність стихійних природних явищ та інших екстремальних природних умов, тобто санітарно-гігієнічні, медико-географічні, медико-екологічні та рекреаційні особливості природного середовища (рис. 3.2).

Рис. 1 Природно-екологічний потенціал та антропогенна зміненість ландшафтів України

У процесі створення карти використано ті показники, що можуть характеризувати екологічний потенціал, а саме: загальносекторні типи природних ландшафтів (рівнинні та гірські), показники біологічної ефективності клімату (кількість днів із сприятливими погодними умовами), суми активних температур повітря, коефіцієнт зволоження території, річна сума опадів, біологічна продуктивність, несприятливі природно-антропогенні процеси.

Як видно з рис. 3.2, найліпші екологічні умови в Україні притаманні природним комплексам Карпат (Передкарпатська височина, Закарпатська низовина області та гірські частини Українських Карпат), Кримських гір (передгірна лісостепова, південно-прибережна субсередземноморська області, головне гірсько-лучно-лісове пасмо).

Термін "екологічний потенціал" може використовуватися виключно для характеристики первинних (корінних, клімаксових, умовно клімаксових) екосистем. Але великі площі земної поверхні зайняті вторинними, зміненими людиною, штучно створеними і піонерними екосистемами; у зв'язку з цим з'являється потреба оцінювати також їхні потенціальні можливості та величини їх відхилень від екологічного потенціалу корінної екосистеми, на місці якої вони виникли та існують. Для цього запропоновано застосовувати поняття вторинний потенціал екосистеми. Звичайно, його речовинно-енергетичною основою завжди є екологічний потенціал екосистеми, на місці якої існує вторинна екосистема.

Під сутністю терміна вторинний потенціал екосистеми слід розуміти сукупність її речовинно-енергетичних ресурсів та властивостей, сформованих під впливом господарської діяльності, що визначає сучасні структурно-функціональні параметри й корисні функції цієї екосистеми. Основними критеріями визначення екологічного та вторинного потенціалів екосистем є:

-- загальна біопродуктивність екосистеми і запаси в ній біотичної продукції як результат реалізації речовинно-енергетичного потенціалу певної ділянки земної поверхні та генетично зумовлених властивостей компонентів біогеоценозу -- визначається за показниками кількості продукції на одиниці площі,

-- виробленої за одиницю часу;

-- загальна енерготрансформаційна (енергетична) здатність екосистеми визначається за показниками кількості енергії, накопиченої в екосистемі на одиниці площі за одиницю часу або кількості енергії, накопиченої на одиниці площі;

-- загальна водотрансформаційна здатність екосистеми встановлюється за показниками кількості опадів, трансформованих (тобто повернених в атмосферу шляхом фізичного та фізіологічного випаровування, перетворених у внутрішньо-ґрунтовий стік і запаси води в ґрунті) екосистемою на одиниці площі за одиницю часу.

У складі кожної екосистеми бере участь певна кількість популяцій рослин і тварин. З метою означення їх потенціальних можливостей (на відміну від екологічного потенціалу як властивості системи в цілому) застосовується термін "біотичний потенціал"*45. Біотичний потенціал -- це генетично зумовлена здатність організмів, видів, популяцій, структурних чи функціональних блоків екосистеми існувати в певному діапазоні екологічних умов та підтримувати структурно-функціональну організацію екосистеми, у складі якої вони перебувають (рис. 3.3).

Для структурних блоків екосистеми еталонним вважається такий стан (величина) біотичного потенціалу, що відповідає первинній екосистемі конкретної ділянки земної поверхні. Загалом екологічний потенціал можна розглядати як емерджентну сукупність біотичних потенціалів екосистеми, а саме: автотрофного (фітоценозу, популяцій рослин), консументного (різних груп і популяцій другого та наступних трофічних рівнів), редуцентного (трофічних груп безхребетних і мікроорганізмів) потенціалів загалом, або підпорядкованих їм структур (популяцій, трофічних груп та ін.) зокрема.

Відмінність між екологічним і вторинним потенціалами екосистеми свідчить, з одного боку, про рівень використання екологічного потенціалу вторинною екосистемою, а з іншого -- про втрату або збільшення цього потенціалу під впливом антропогенного збурення (ерозії ґрунтів, унесення добрив тощо). Наприклад, якщо взяти екологічний потенціал за 1, то вторинний потенціал досліджуваної екосистеми може дорівнювати 0,7, тобто рівень використання першого становитиме 70 %, а його втрата -- 30 %.

Отже, оцінювання екологічного і біотичного потенціалів кожної однорідної ділянки земної поверхні, кожної геоекосистеми має бути передумовою раціоналізації ведення лісового, сільського, рекреаційного, водного та інших галузей господарства. Ця робота набуває особливої актуальності у зв'язку з потребою реалізації програми сталого розвитку України.

Надзвичайна актуальність екологічного фактору зумовила появу в останнє десятиріччя еколого-географічного районування території. Широкий спектр комплексних геоекологічних проблем спричинює його тематичну різноманітність, серед якої дуже важливим є еколого-економічне районування території (ЕЕР), особливо таке, що орієнтоване на забезпечення екологічної безпеки населення. Основною таксономічною одиницею такого районування є еколого-економічний район, що характеризує результати взаємодії суспільства й природи. Головна ціль такого районування -- знайти оптимальне співвідношення між діяльністю людини і природним середовищем у просторі й часі. Це дає можливість визначити території, для яких потрібні природоохоронні та відновлювальні заходи, раціональніше розміщення виробництва, а також установити екологічний стан конкретних регіонів тощо. Розрізняють такі види ЕЕР:

-- за ступенем впливу техногенних факторів на природне середовище;

-- за ступенем впливу несприятливих природних процесів і антропогенних факторів на природне середовище;

-- за ключовою еколого-економічною проблемою;

-- за еколого-економічним потенціалом;

-- інтегративне природно-економічне районування.

Перспективний напрям ЕЕР -- районування за еколого-економічним потенціалом, що також ураховує природні й соціально-економічні особливості територій. Є глобальне й регіональне поняття еколого-економічного потенціалу (ЕЕР)*46. У глобальному масштабі максимально допустима величина антропогенного навантаження на всю самоорганізовану сукупність природних систем -- це та, що не призводить до незворотного руйнування структури цієї сукупності, до значних збоїв у виявленні системних законів і різкого погіршення динамічних характеристик систем. Таким чином, зберігається робоча надійність природних систем на локальному, регіональному і глобальному рівнях. Індикатором різкого переходу за межі експлуатаційних можливостей виступають різні форми спустелювання або інша деградація природних систем, виявами яких є складна екоситуація в регіонах. У регіональному аспекті -- це антропогенне навантаження на територію, що не зумовлює збільшення зворотного негативного впливу природних систем на господарський розвиток, а також не погіршує стан здоров'я населення.

Є третє трактування еколого-економічного потенціалу -- теоретично доступні для використання ресурси і властивості екологічних систем усієї планети та її регіонів. На думку Н.Ф. Реймерса, поняття ЕЕП подібне за змістом до природно-ресурсного потенціалу (ПРП), але в першому випадку основна увага зосереджується на функціонуванні й збереженні природних систем загалом, а в іншому -- на збереженні лише їх частини, тобто ПРП. ЕЕП не може оцінюватися економічно, адже в ньому містяться "невагомі цінності" природних умов. Однак ЕЕП має оцінюватися разом із природно-ресурсним потенціалом (якщо поняття природно-ресурсного потенціалу розглядати як головну складову ЕЕП) у процесі планування напрямів природоохоронних заходів та екологічного обмеження в розвитку господарства.

Названі вище поняття ЕЕП подібні до терміна екологічної ємності території, тобто такої максимальної кількості техногенного та антропогенного навантаження на середовище, яке воно може витримати без катастрофічних порушень*47. Потенціал -- це внутрішня властивість, яку геоекосистема виконує або може виконати стосовно будь-якої соціально-економічної функції. Тому сутність поняття ЕЕП, на нашу думку, полягає у внутрішній можливості інтегральної геосистеми "суспільство -- природа" забезпечувати виконання нею антропоекологічної, виробничої та інших соціально-економічних функцій.

Виробнича функція таких геосистем виявляється у забезпеченні промислового та сільськогосподарського виробництва енергетичними та природними ресурсами. Антропоекологічна функція інтегральних геосистем -- це створення якісного навколишнього середовища для життєдіяльності населення. До інших соціально-економічних функцій належать естетична, заповідна, рекреаційна, селітебна тощо. Але головними серед них є виробнича та антропоекологічна.

Тому ПРП і антропоекологічний потенціал становлять основу ЕЕП території, що характеризує не вплив господарських систем на природне середовище, а екологічне становище складних територіальних утворень -- еколого-економічних систем (EEC), що виникли у процесі взаємодії природних і господарських комплексів. У структурі EEC виокремлюють дві підсистеми -- природну і господарську, кожна з яких складається з різноманітних компонентів й елементів. У межах цієї системи мають місце прямі та зворотні зв'язки, що створюють цілісність територіальної системи у вигляді екоситуації. Одночасно в межах цієї територіальної цілісності між природними й господарськими складовими є певні суперечності. Якщо для господарської системи ця взаємодія життєво необхідна, то для природних -- вимушена. Посилення господарської системи за рахунок природної відбувається до певної межі, за якою остання починає руйнуватися, а разом із нею -- вся еколого-економічна система. Деякий час така система може існувати за рахунок використання природних ресурсів інших регіонів, але без екологізації виробництва вона буде джерелом додаткового навантаження на природне середовище.

Саме тому основна функція EEC полягає у збереженні засобами керування динамічної рівноваги між природою та господарством. Ця рівновага може характеризуватися потенціалом

EEC, перевищення якого небезпечне для функціонування таких систем. Це складна наукова проблема, що потребує теоретичного і методичного обґрунтування. З метою експериментального визначення величини потенціалу створено методику визначення ЕЕП. Вона має такий математичний вигляд:

де Кп -- інтегральний потенціал EEC; ТН -- величина техногенного навантаження на природне середовище, яка складається з соціально-економічної освоєності території і забрудненості природного середовища; ПС -- потенціал самоочищення природного середовища; БП -- біологічний потенціал природного середовища; ПС і БП утворюють стійкість природного середовища до техногенного навантаження; НПП -- ступінь ураженості території несприятливими природно-антропогенними процесами; ПРП -- природно-ресурсний потенціал території; ЕП -- антропоекологічний потенціал території. Ці величини різноякісні, тому для їх порівняння виконано систематизацію й нормування. За допомогою останніх величин розраховано показники інтегрального потенціалу EEC у межах адміністративних районів України (рис. 3.4).

Для еколого-економічних зон із пониженими значеннями ЕЕП пропонуються екологічні обмеження виробництва, шкідливого для природного середовища й населення. Максимальне обмеження лімітує в цілому розвиток такого виробництва; часткове -- доцільність розміщення окремих виробництв; помірне -- вибіркові потреби поліпшення виробничих технологій і таке, що майже без обмежень -- у межах потенціалу стійкості природного середовища. Максимальне обмеження пропонуємо для території, де низький ЕЕП (-4,90 і менше); часткове -- цей потенціал нижчий, ніж середня величина (-4,89 до -1,20); помірне -- середній ЕЕП (-1,19 до +2,50). На інших зонах оцінювання майже немає обмежень (у межах названого потенціалу).

На території з низьким і нижчим, ніж середнє значеннями ЕБП пропонується проводити комплекс обмежувальних заходів, тобто керувати взаємодією природних і соціально-економічних компонентів геосистем. Це керування охоплює три основні взаємопов'язані аспекти: 1) раціоналізацію природокористування; 2) екологізацію виробничої діяльності; 3) оптимізацію (або охорону) навколишнього середовища*48. В одних зонах розв'язання еколого-економічних проблем потребує уповільнення темпів зростання окремих виробництв, у других -- суттєвої перебудови структури господарства, у третіх -- розвитку системи локальних заходів з раціоналізації природокористування й охорони навколишнього середовища. Комплекс таких заходів на конкретних територіях визначають фахівці.

Отже, при еколого-економічному підході до територіальної організації суспільства з'являється можливість комплексного вирішення завдань подальшого розвитку суспільного виробництва і збереження природного середовища, що забезпечує цей розвиток. Основою еколого-економічного підходу до територіальної організації суспільства є еколого-економічне зонування або районування території. Його виконання -- це тільки початок процесу вдосконалення територіальної організації суспільства, оскільки районування і зонування перебувають на початковому етапі становлення.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які є три великі групи ресурсів?

2. У чому полягає принципова відмінність природних умов та природних ресурсів?

3. Розкрийте сутність поняття "природно-ресурсний потенціал".

4. Яке природокористування є раціональним, а яке -- нераціональним?

5. Яким може бути стан природного середовища в процесі природокористування?

6. Які ресурси становлять основу ПРП України?

7. З'ясуйте, як може виявлятися вплив людини на природно-ресурсний потенціал.

8. Охарактеризуйте групи природних ресурсів.

9. Поясніть, чому на сучасному етапі взаємодії природи і суспільства йдеться лише про умовну невичерпність природних ресурсів.

10. Назвіть групи природних ресурсів за характером вичерпності.

11. Охарактеризуйте групи природних ресурсів за здатністю до відтворення.

12. У чому полягає сутність понять "техносфера" і "ресурсні цикли"?

13. Чим відрізняються ресурсні цикли від природних обмінних циклів у біосфері?

14. На що орієнтується еколого-економічне районування території?

15. Розкрийте сутність поняття еколого-економічного потенціалу.

Рекомендована література

1. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. -- М .: Колос, 2000. -- 536 с.

2. Акимова ТА., Хаскин В.В. Экология. Человек -- Экономика -- Биота -- Среда: Учебник для вузов. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: ЮНИТИ -- ДАНА, 2002. -- 566 с.

3. Барановський В А. Екологічний атлас України. -- К.: Географіка, 2000. -- 40 с.

4. Гавриленко О.Л. Основи екології та безпека життєдіяльності: Навч. посіб. -- К.: Ніка-центр, 2004. -- 456 с.

5. Голубець МА. Екосистемологія. -- Л.: Поллі, 2000. -- 315 с.

6. Данилишин Б.М., Дорогунцов С.І., Міщенко В.С. Природно-ресурсний потенціал сталого розвитку України. -- К.: ЗАТ "НІЧЛАВА", 1999. -- 716 с.

7. Закон України "Про охорону навколишнього природного середовища" від 25 червня 1991р. № 1264-ХІІ // Відомості Верховної Ради України. -- 1991. -- №41. -- 8 жовтня.

8. Картографічне моделювання: Навч. посіб. / Т.І. Козаченко, Г.О. Пархоменко, A .M. Молочко; За ред. А.П. Золовського. -- Вінниця: Антекс-УЛТД, 1999. -- 328 с.

9. Разумовский ВМ. Эколого-экономическое районирование: Теоретические аспекты. -- Л.: Наука, 1989. -- 156 с.

10. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. -- М.: Мысль, 1990. -- 637 с.

11. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). -- М.: Россия молодая, 1994. -- 367 с.

12. Руденко В.П. Географія природно-ресурсного потенціалу України. -- Л.: Світ, 1993. -- 240 с.

13. Руденко В.П. Довідник з географії природно-ресурсного потенціалу України. -- К.: Вища школа, 1993. -- 180 с.

14. Тамбовцев Г.В. Типи впливу економіки на природу й особливості їх регулювання // Наук. зап. Вінниц. держ. пед. ун-ту. Сер. Географія. -- Вінниця, 2002. -- Вип. 4. -- С. 118--124.

Размещено на Allbest.ru