Учебное пособие для студентов- геоэкологов заочного отделения по курсу «Методы геоэкологических исследований» в вопросах и ответах
| Вид материала | Учебное пособие |
- Учебное пособие для студентов заочного отделения Тверь Сахарово, 1892.76kb.
- Учебное пособие для студентов заочного отделения "Теория социальнойработы", 744.31kb.
- М. А. Зеленский криминалистическая тактика в вопросах и ответах учебное пособие, 1097.24kb.
- Учебное пособие по курсу «управление банковским продуктом» Составитель: к э. н., доцент, 955.86kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.78kb.
- С. А. Бартенев история экономических учений в вопросах и ответах Предисловие Предлагаемое, 2413.67kb.
- Е. И. Каширина Международное гуманитарное право в вопросах и ответах учебное пособие, 169.91kb.
- Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, а также может быть, 1091.28kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения Специальность, 415.41kb.
- Контрольная работа по патологии для студентов фармацевтического факультета (заочного, 505.42kb.
21). Что представляет собой модель управления объектом или эколого-геологической системой?
Модель управления объектом воспроизводит причинные связи между элементами эколого-геологической обстановки-системы и внешними средами, которые образуют несколько иерархических уровней.
Отбираются управляемые факторы и среди них те, регуляция которых может дать наибольший эффект на выходе.
Функционирование модели управления такой системой может базироваться на методологии анализа риска.
Схема анализа риска для принятия решений включает определенные цели и оценку соответствия этой цели предполагаемого технического решения по всем его составляющим.
Для каждого параметра обозначается неопределенность оценки риска, которая должна носить объективный характер или может быть сокращена с помощью дополнительных исследований.
Вероятность достижения пели по уровням и на выходе аппроксимируется суммой вероятностей параметров предыдущих уровней с учетом их ковариационной зависимости.
Это позволяет обосновать выбор между альтернативными решениями управления системы в пользу действий, обеспечивающих большую экологическую безопасность объектов.
Создание модели оптимальной эколого-геологической системы (модели управления объектом) является стратегической задачей экологической геологии.
Под оптимальной при этом понимается система, сохраняющая или улучшающая свои, по крайней мере геодинамическую и геофизико-геохимическую функции при минимально необходимых затратах энергии, средств и труда.
22). Что Вы знаете о научном методе экологической геологии?
Научный метод экологической геологии включает большое число способов познания объективной реальности, объединенных в единую систему, подчиненную решению конкретных задач.
Известно, что метод науки есть не что иное, как общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения объекта исследования, раскрытия его сущности, познания его законов.
Существование научного метода экологической геологии предполагает наличие особенного, присущего только данной науке объекта исследования.
Таким объектом в экологической геологии является верхняя часть литосферы (включающая подземные воды и газы) как абиотическая компонента экосистем высшего уровня организации, или. рассматривая объектное поле экологической геологии с позиций системного подхода, своеобразная – эколого-геологическая система.
Под последней мы понимаем систему, в которой подсистемные элементы (источники воздействия, геологический компонент природной среды, экологическая мишень) тесно связаны причинно-следственными прямыми и обратными связями.
Прямые и обратные связи между основными подсистемными элементами обеспечивают внутреннее единство системы.
23). Определение эколого-геологической системы и что является целью её развития?
Эколого-геологическая система рассматривается как часть экологической системы, выполняющая функции жизнеобеспечения человека и биоты на базе геологического компонента природной среды.
Эколого-геологическая система, будучи открытой, может быть отнесена к телеологическим системам — стремящимся к определенному стационарному состоянию, которое и является целью их развития .
Такое стационарное состояние достигается при условии полного и всестороннего, оптимального, с точки зрения выполнения экологических функций, развития системы.
Всё это свидетельствует о сложности объекта исследования экологической геологии и требует не менее сложного методического обеспечения.
24). Что представляет собой научный метод экологической геологии как система знаний ?
Научный метод экологической геологии как система знаний достаточно сложен по содержанию.
В основе его лежат общие с экологией теоретические представления о направленности эволюции, цели развития материального и духовного мира.
Информационное пространство экологической геологии может быть обеспечено лишь в том случае, если будут привлечены методы многих сопредельных наук.
Необходимость применения того или иного метода обусловливается общим одновременно экологическим и геологическим подходом, являющимся логическим стержнем экологической геологии.
25). общая структура научного метода экологической геологии.
Общая структура научного метода экологической геологии с системных позиций включает следующий необходимый комплекс методов (начертить и объяснить схему).
Согласно предложенной схеме, процесс познания в экологической геологии имеет иерархический характер.
Основные теоретические предпосылки формируются всеобщими методами познания; частные методы отдельных наук обеспечивают информационное пространство, включающее характеристики основных подсистемных элементов и их причинно-следственные связи.
Специальные методы экологической геологии позволяют сформировать знания об объекте исследований, принципах управления и контроля за его состоянием.
Специальные методы познания используются практически на всех структурных уровнях и являются способами получения точного знания.
Рассмотрим предложенный методологический прием построения общей системы познания в экологической геологии детальнее.
В качестве общих методов, составляющих основу системы познания, в экологической геологии рассматриваются два основных метода:
1) материалистическая диалектика и 2) системный анализ.
Метод материалистической диалектики является общей философской основой, способствующей наиболее полному и всестороннему отражению в научном знании объективных свойств и причинно-следственных связей изучаемого объекта.
В рамках материалистического познания окружающего мира выделяются два уровня научного познания: эмпирический и теоретический, которые неразделимы.
Без наличия эмпирического материала невозможно сформировать теорию, а без надежной теории нельзя выработать новые приемы и правила (метод науки) познания материального объекта.
Эта диалектическая связь является важнейшей чертой метода материалистической диалектики, используемого при познании такого сложного объекта, как эколого-геологическая система.
- Системный анализ в экологической геологии.
Системный анализ используется практически во всех науках, особенно актуален и для экологической геологии.
Без использования этого метода невозможно рассмотрение весьма специфического объекта в качестве единой системы, нельзя оценить, осуществить прогноз эколого-геологического состояния в пространстве и во времени, разработать программу управляющих решений.
Эколого-геологические исследования выходят за рамки как традиционных геологических работ, так и любой иной науки, имеющей конкретный объект познания.
Связать воедино весь спектр научных направлений, используемых при эколого-геологических исследованиях, возможно лишь используя аппарат системного анализа.
Системный анализ имеет несколько подходов или несколько аспектов исследования эколого-геологической системы:
таксономический (классификационный),
структурный,
субстратный,
динамический,
функциональный,
геологический,
исторический.
Системный подход позволяет проанализировать всю гамму причинно-следственных связей, формирующих структуру эколога-геологической системы и разработать программу взаимозаменяющих исследований специальными методами отдельных наук (геологии, географии, медицины, биологии, экономики, социологии и т.д.).
27). Методы конкретных частных наук, привлекаемых для решения эколого-геологических проблем.
В методах конкретных частных наук, привлекаемых для решения эколого-геологических проблем, широко используются методы математики, физики, химии, экологии, являющиеся по сути своей общенаучными.
Применение того или иного метода этих наук обусловливается конкретными целями исследований.
Без использования методов математики, физики, химии невозможно получать и анализировать любые научные факты.
28). Какой общенаучный метод является ведущим применительно к конкретной науке – геологии?
По отношению к конкретной науке — геологии — в качестве общенаучного метода следует рассматривать сравнительно-геологический, являющийся методом познания геологической формы движения материи.
Этот метод позволяет объяснить с исторических и генетических позиций, как сформировались те или иные особенности структуры и свойства геологических объектов.
Изучение этих особенностей и позволяет сформулировать научные основы для всестороннего изучения геологических объектов специальными методами конкретных наук геологического цикла.
29). Какие методы используются для оценки и прогноза состояния эколого-геологической системы; роль геоэколога в выработке управляющих решений ?
Для оценки и прогноза состояния эколого-геологической системы, принятия управляющих решений необходим большой объем разнородной информации, которая не может быть получена методами одной науки.
Вполне естественно использовать методическую базу сопредельных наук — биологии, географии, медицины, почвоведения, социологии, экономики.
Стержнем, вокруг которого формируется информационная система, является геология, так как в эколого-геологической системе центральное место аккумулятора, трансформатора воздействия занимает геологический компонент природной среды и его состояние определяет экологические последствия, через управление его состоянием мы можем добиваться тех или иных экологических эффектов.
Специалист эколог-геолог физически не может владеть обширным методическим аппаратом не только сопредельных наук, но и всеми методами базовой науки — геологии.
Задача специалиста в области экологической геологии распадается в этом случае на две части.
В области сопредельных наук он должен осуществить заказ на информацию, а выбор использования необходимого комплекса методов для её получения ложится на специалистов конкретных наук — биологии, медицины, почвоведения, социологии, экономики (контакт в этом случае может быть наиболее успешным со специалистами экологического направления в той или иной науке).
В области же геологии — базовой науки экологической геологии — комплекс методов, необходимых для получения информации о состоянии геологического компонента природной среды может определяться самим экологом-геологом.
Логическая структура экологической геологии предполагает существование экологических направлений в конкретных дисциплинах геологии (геохимии, гидрогеологии, геодинамике и др.), исследующих, как правило, элементарные взаимосвязанные генетические цепочки совокупностью традиционных геологических методов.
Для системных эколого-геологических исследований необходимо разработать такие методологические подходы, которые позволяли бы решать важнейшие задачи экологической геологии:
- создавать базу данных о состоянии эколого-геологической обстановки — системы как целостного объекта;
- организовывать эколого-геологические работы;
3) разрабатывать принципы и рекомендации построения и функционирования устойчивых эколого-геологичсских систем
30). Общая структура эколого-геолгических исследований.
Геологические аспекты изучения, оценки изменений, создание управляемых эколого–геологических систем включает как теоретические, так и практические вопросы организации эколого-геологических исследований. Принципиальная схема последовательности выполнения таких исследований включает три структурных блока:
1) — информационно-аналитический, куда входят анализ и оценка состояния главных компонентов эколого-геологической обстановки – системы и источников техногенного возмущения, исследования связей между ними в результате функционирования системы, выявление изменений в среде и экологических последствий этих изменений, обоснование выбора определяющих компонентов для последующего мониторинга;
2) — прогнозный, включающий комплексный прогноз эколого-геологической ситуации, необходимой для разработки оптимальной эколого-геологической модели и рекомендаций по минимизации отрицательных последствий техногенных нагрузок на систему;
3) — блок соуправления и контроля, содержащий рекомендации по обеспечению оптимального функционирования системы, инженерные мероприятия и контроль за их реализацией, а также корректировку управляющих решений на основе проверки и уточнения прогнозных оценок.
Предложенный подход определяет содержание и методы эколого-геологических исследований на базе типизации среды, процессов как основной базе моделирования, использовании быстродействующих вычислительных средств при моделировании, обработке, хранении и передаче информации, применении дистанционных экспресс–методов в качестве главного канала информационного питания базовой модели оптимальной эколого-геологической системы.
31). Первый этап создания информационной базы данных.
На первом этапе происходит создание информационной базы данных о геологическом, геоморфологическом строении, геодинамических, гидрогеологических, гидрогеохимических, геохимических, радиационных и других геофизических особенностях объектов, с одной стороны, а с другой — информации о функционировании элементов техногенных систем — объектов градопромышленности, горнодобывающих, военных, сельскохозяйственных, лесозаготовительных, гидротехнических объектов, объектов тепловой и атомной энергетики, линейных сооружений, складов и свалок жидких и твердых отходов.
Оценка и анализ элементов этих систем завершается установлением основных причинно-следственных связей, изменяющих экологическую обстановку, созданием и обоснованием модели конфликтных ситуаций.
На этом этапе определяются и выявляются объекты для эколого-геологического прогнозирования.
Принципиальным на этом этапе является определение приоритетов охраны и рационального использования геологических объектов, с одной стороны, а с другой — интерпретация и преобразование характеристик техногенных объектов с позиций геологической понятийной базы.
32). Что содержит второй этап эколого-геологических исследований?
На втором этапе эколого-геологических исследований осуществляется прогноз изменения строения и состава пород, динамики и качества подземных вод, рельефа и ландшафтов, экзодинамической обстановки, геохимических и геофизических особенностей массивов пород.
33). Как осуществляется комплексный прогноз изменений эколого-геологической ситуации?
Комплексный прогноз изменения эколого-геологической ситуации осуществляется с привлечением дополнительной информации о составе атмосферного воздуха, газопылевых выбросов техногенных объектов, атмосферных осадков, всех ярусах растительных и животных сообществ, поверхностных водах естественных и искусственных водотоков и водоёмов, состоянии здоровья населения, урожайности сельскохозяйственных культур, количестве используемых удобрений, пестицидов, ядохимикатов для различных видов сельскохозяйственных культур, состояния и продуктивности животноводства, микро- и макрокомпонентном составе молочной продукции и т.п.
Комплексный прогноз должен дать ответ на вопрос о взаимодействии, взаимовлиянии базиса (геологической материи) и надстройки (биоты, человека, техногенного комплекса) в настоящем и по мере его развития в пространстве и времени.
Осуществляется комплексный прогноз изменения эколого-геологической ситуации на базе физического, математического и картографического моделирования.
Математическое моделирование, имитирующее состояние геологической среды, выполняется математиками и изложено в целом ряде специальных работ.
Картографическая модель приповерхностной части литосферы создается не столько для освещения состояния объекта, сколько для отражения происходящих в нем изменений.
Отражение этой динамики возможно лишь на основе динамической информационной системы.
Подсистема информационного обеспечения может работать успешно на принципах мониторинга.
Комплексный прогноз изменения эколого-геологической ситуации является основой для создания модели оптимальной эколого-геологической обстановки-системы.
34). Создание модели оптимальной эколого-геологической обстановки-системы.
При разработке этой модели необходимо учитывать не только геологические факторы, но и общие стратегические концепции развития биосоциосферы.
Развитие стратегических концепций взаимоотношений природы и общества нашло в последние годы свое отражение в теоретических разработках ряда ученых — "общества рециркуляции", "ноосферагенеза", "умеренного развития экономики", "устойчивого развития" и т.п.
При всей своей разнородности общим является представление об использовании природных ресурсов при минимизации экологического, а в конечном счете экономического ущерба, наносимого обществу изменениями природных систем.
Одной из основополагающих позиций считается установление справедливого распределения расходов на охрану окружающей среды, регулирование экономического развития общества, с точки зрения минимального и достаточного потребления для поддержания необходимого уровня "качества жизни", в понимание которого, естественно, включается и состояние природной среды.
С нашей точки зрения, речь должна идти об установлении пределов разумного компромисса между нуждами общества и состоянием природной среды.
"Качество жизни" населения должно поддерживаться на уровне, не допускающем катастрофических, необратимых изменений качества природной среды.
Критериями ее, бесспорно, могут служить состояние природных ресурсов, здоровье и комфортность проживания населения.
Помимо стратегических концепций должны учитываться и экономические аспекты развития регионов, существующие законодательные акты и нормативные документы.
35). Использование принципа композиционного моделирования при формировании оптимальной эколого-геологической модели.
Возможным принципом формирования этой модели может служить принцип композиционного моделирования.
В соответствии с этим принципом общая экологическая картина региона должна представлять собой систему конкретных, элементарных моделей, скрепленную прямыми и обратными межэлементными связями.
Модель оптимальной эколого-геологической обстановки выполняет роль эталона, к которому следует стремиться и параметры которой необходимо корректировать, используя адаптивный подход, при котором план дальнейших преобразований природной среды вырабатывается, корректируется непрерывно, по мере введения в реальную природную среду новых антропогенных, техногенных элементов.
36). Этапность построения модели оптимальной эколого-геологической обстановки – системы.
Процесс построения модели оптимальной эколого-геологической обстановки – системы включает в себя несколько этапов.
На первом этапе определяется режим использования территории, т.е. определяется экологическая политика при развитии того или иного региона. Решение задач первого этапа должно учитывать, помимо социально-экономических вопросов, и проблемы экологического характера, возникающие при использовании того или иного природного объекта.
Второй этап построения модели включает в себя описание, выработку словесного портрета модели, выявления основных параметров среды с точки зрения экономики, здоровья, комфорта проживания населения, с учетом демографических, энергетических аспектов, стандартов состояния окружающей среды, перспектив развития региона и интересов биоценозов, существующих в этом регионе.
Третий этап — это этап объединения результатов исследования природной среды, техносферы и социосферы, прогнозов изменения эколого-геологической ситуации, т.е. построение самой адаптационной модели оптимальной геологической системы, которая на начальном этапе схематизации информации будет иметь основные черты, присущие структурным моделям, а на выходе должна, если это окажется возможным, трансформироваться в физическую, математическую модель.
Построенная таким образом модель оптимальной геологической системы подлежит непрерывной корректировке, сопоставлению с развитием реальных процессов на исследуемой территории.
37). Пример создания оптимальной модели эколого-геологической системы «Геонаучная карта потенциала природной среды Германии» и её содержание.
Эта модель составлялась следующим образом:
Исходная информация включает ряд базовых карт: геологическую, почвенную, геоморфологическую, инженерно-геологическую, гидрогеологическую, геолого-экономическую, климатическую и др. в зависимости от задач конкретного региона.
На первом этапе обработки и анализа информации базовых карт составляются карты элементов, важных для проектировщика: производные карты углов уклона рельефа, карты опасных природных явлений, проницаемости, водопроницаемости, глубин залегания уровня подземных вод, карты границ месторождений полезных ископаемых и т.п.
Составляются карты заявок на использование территорий: классификации полезных ископаемых, потенциала подземных вод, сельскохозяйственного потенциала, охраны природы и т.д.
На следующем этапе развития картографической модели все ранее составленные карты, наложенные друг на друга, дают карту конфликтных ситуаций, показывающую перекрытие интересов и возможных компромиссов.
В итоге составляется карта приоритетов использования территорий — на ней даются предложения по приоритету использования территории.
Комплект карт является гибкой системой, которая может учитывать изменения в хозяйственных потребностях или социально-экономических условиях на протяжении примерно 10 лет.