4. Моделирование эколого-экономических систем

Вопросы

1. Моделирование экосистем и систем использования возобновляемых природных ресурсов.

2. Модели загрязнения окружающей среды

3. Эколого-экономические модели управления состоянием окружающей среды и техногенными воздействиями на окружающую среду и здоровье населения.

4. Социо-эколого-экономические модели

Изложение лекции

Моделирование в эколого-экономическом мониторинге играет важную роль как для анализа состояния систем, так и для оценки происходящих в них процессов. Это инструмент для разработки прогнозов и многовариантных сценариев отклика системы на природные явления и управленческие решения.

Важным достоинством моделей является возможность представить с их помощью пространственные характеристики системы, что чаще всего невозможно сделать на основе точечных наблюдений.

Главное требование к моделям – это адекватность описания происходящих в эколого-экономических системах процессов. При этом практическая полезность моделей зависит от того насколько ясными и понятными являются результаты моделирования для лиц, принимающих решения.

Моделирование – это воспроизведение на специальных моделях различных объектов и свойственных им процессов и явлений с целью получения о них новой информации, используемой при решении научных и прикладных задач.

Различают моделирование:

• аналоговое, при котором изучение процесса заменяют изучением другого процесса, воспроизводимого в лабораторных условиях более просто и наглядно;

• физическое, при котором сохраняется физическое подобие процессов, но в определенном масштабе изменяются геометрические размеры объекта;

• натурное, когда при сравнении объектов используются критерии подобия; знаковое, в ходе которого вопросы решаются с помощью аналитических расчётов;

• численное, при котором исследование дифференциальных уравнений процесса осуществляется на ЭВМ (моделирование аналоговое и численное считаются разновидностями моделирования математического).

По способу построения и методам решения поставленных задач существующие модели разделяются на статические, аналитические и имитационные.

1. Моделирование экосистем и систем использования возобновляемых природных ресурсов.

Балансовые модели

Модели массового баланса широко используются в экологическом мониторинге для исследования источников загрязнения, потерь, тенденций и распределения загрязнений. В частности, баланс соединений фосфора, азота и углерода широко используется для анализа состояния прибрежной зоны морей, прилегающей к дельте крупных рек. При этом уравнения баланса составляются как для системы в целом, так и для отдельных слоев. Этот подход может оказаться плодотворным для водохранилищ, расположенных на равнинных реках, где плотностное расслоение играет важную роль в летние месяцы.

Анализ жизненного цикла продукта применяют для оценки экологической чистоты производимой продукции или оказываемой услуги. Анализ системы управления отходами, аудит экологической деятельности предприятия, составление экологического паспорта предприятия или природного объекта в качестве обязательного элемента содержат составление материально сырьевого баланса. Кроме того, массовый баланс - это важнейший инструмент для решения ключевой проблемы современности, - перехода к устойчивым моделям производства и потребления.

Наиболее сложным вариантом массового баланса является модель межотраслевого баланса, используемая для описания равновесного состояния экономики страны, региона или системы «город-село».

Модели лесных экосистем

Объектом мониторинга является весь лесной фонд России независимо от форм собственности. Леса РФ составляют более 20 % площади лесов мира. Поэтому экологическое состояние и рациональное использование лесных ресурсов являются важными не только для решения хозяйственных задач страны и ее регионов, но и для обеспечения устойчивости глобальных экосистем. Применяемые системы и средства наблюдений за лесными экосистемами определяются природными и экономическими условиями, причинами происходящих в них изменений и возможными глобальными и локальными последствиями.

Текущие изменения лесных экосистем разделяют на три группы:

• изменения, обусловленные естественными сукцессионными процессами;

• изменения в результате лесохозяйственной деятельности;

• изменения, вызванные абиотическими, биотическими, антропогенными воздействиями, включающими стихийные бедствия, антропогенные загрязнения, болезни и вредителей.

Экологический мониторинг лесов разделяют на:

• фоновый,

• лесопожарный;

• комплексный.

Фоновый мониторинг ведется для таких лесов, на которых не сказывается патогенное воздействие и где не проводятся лесохозяйственные работы.

Модели возобновляемых природных ресурсов

К возобновляемым природным ресурсам, моделирование которых имеет большое хозяйственное и экологическое значение, можно отнести модели рыбных запасов. Применение модели позволяет решить важную задачу – установить оптимальный уровень улова.