Принципы и методы исследования природной среды

Природные процессы и явления на земной поверхности очень разнообразны. Это, во-первых, множество различных геологических процессов (вулканизм, землетрясения, тектонические подъемы и опускания участков суши, оползни, сели, лавины, карст, цунами), влияние которых на состояние природной среды может быть катастрофически разрушительным.

К антропогенным явлениям относятся грозы, ливни, град, ураганы, засухи – разрушительные явления на земной поверхности. Они также могут отрицательно влиять на природную среду.

Гидросферные процессы и явления также проявляются по-разному и могут носить катастрофический характер для природной среда (наводнения, исчезновение подземных вод, резкий подъем фунтовых вод, размывание речных берегов и морских побережий), но могут быть и полезными с точки зрения человека (формирование подземных пресных вод и гидрографической сети).

Биосферные процессы охватывают создание, преобразование, разрушение и аккумуляцию органического вещества на земной поверхности, взаимоотношения между различными группами организмов, взаимодействие между организмами и средой их обитания.

Указанные процессы и явления могут быть охарактеризованы как интегральные, комплексные, являющиеся результатом взаимодействия различных сил и процессов физической, химической и биологической природы, в основе которых лежат физические и химические процессы трансформации, транслокации и взаимодействия вещества и энергии. Все они в разной степени относятся к неблагоприятным факторам окружающей природной среды.

Методологически и на практике все группы природных физических компонентов окружающей среды подразделяются на две большие подгруппы – это не изменяемые и изменяемые человеком природные физические компоненты.

Окружающая природная среда – это очень сложная поликомпонентная система, включающая в себя как многочисленные физические, природные и искусственно созданные компоненты и их многообразные связи и взаимодействия, так и социально-экономические компоненты, и являющаяся подсистемой в более общей системе " человек – окружающая среда".

Исследование столь сложного объекта во всей его интегральной целостности обычным аналитическим путем или невозможно, или представляет существенные трудности и требует особого подхода. Наиболее результативно применение к таким объектам развитого в последнее время " системного подхода", который служит для исследования очень сложных систем и призван дать целостную картину объекта и закономерностей его существования и поведения.

Проанализируем в общем виде характер связей в антропосфере в соответствии с ее составом, оговорившись, что полная количественная характеристика этих связей в большинстве случаев не возможна на данном уровне знаний вследствие исключительной обширности системы. Однако отдельные блоки, или элементы, системы исследованы уже достаточно подробно и могут быть описаны в количественных формальных терминах.

Физические связи между отдельными блоками, или элементами, системы антропосферы проявляются в виде потоков вещества, энергии или информации. Важно подчеркнуть, что такой характер связей существует не только между крупными экоблоками и социоблоками, но и внутри отдельно взятых экосистем в реальном пространстве.

Представления о пространственном и вещественном элементах экосферы и элементарном потоке как объектах системного анализа сводятся к следующему.

Пространственный элемент экосферы — это однородная в каком-то заданном отношении территориальная единица земной поверхности.

Однородность пространственного элемента экосферы может быть задана и оценена различными путями для разных целей анализа, но всегда с учетом некоего пространственного единства.

Нетрудно видеть, что любой пространственный элемент экосферы состоит из комплекса (однородного или чаще разнородного) вещественных элементов, причем в природе имеет место постоянный обмен различными вещественными элементами между пространственными элементами, как и обмен энергией и информацией между ними. Этот обмен имеет форму направленных открытых потоков или замкнутых обратимых потоков (циклов).

Элементарный поток экосферы — это системообразующий поток (цикл), представляющий собой перемещение в пространстве одного вещественного элемента экосферы или одного вида энергии и информации.

Примерами элементарных потоков могут быть: круговороты воды, углерода, азота, других химических элементов в пределах одного или между несколькими пространствен­ными элементами экосферы; для биосферы — циклы синтеза, разрушения, гумификации и консервации органиче­ского вещества, жизненные циклы; газообмен между различ­ными геосферами Земли; товарные потоки каких-то определенных предметов или материальные потоки в техносфере.

Имея в виду данные представления, можно сказать, что системный анализ структуры антропосферы сводится к исследованию потоков (циклов) между различными пространственными элементами экосферы и влияния элементов социосферы на направление, вещественный (энергетический, информационный) состав, интенсивность и скорость этих по­токов.

Общий цикл технобиогеохимического круговорота веществ на земной поверхности складывается из ряда самостоятельных биологических, абиогенных, геологических и техногенных циклов, однако все они укладываются в большой геологический круговорот веществ, охватывающий все земные геосферы.

Контрольные вопросы:

1. Геологические процессы, влияющие на окружающую среду.

2. Гидросферные процессы и явления.

3. Биосферные процессы.

4. Окружающая природная среда.

5. Пространственный элемент экосферы.

6. Элементарный поток экосферы.

7. Общий цикл технобиогеохимического круговорота веществ.