Прогнозирование эколого-экономических показателей региона
В качестве достаточно простого комплексного показателя, который может укрупненно охарактеризовать эколого-экоиомическую ситуацию в стране или регионе, можно использовать коэффициент антропогенного давления, рассчитываемый исходя из потребления энергии на единицу рассматриваемой территории. Между коэффициентом антропогенного давления и плотностью населения имеется достаточно тесная связь, однако… Читать ещё >
Прогнозирование эколого-экономических показателей региона (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
В результате изучения материала данной главы студент должен:
знать
• показатели комплексной оценки эколого-экономического состояния региона, модели и методы, применяемые для прогнозирования на основе статистической информации;
уметь
- • выбирать модели для проведения статистического прогноза, оценивать их параметры и осуществлять прогноз па основе трендовых и многофакторных моделей;
- • использовать имитационные модели на ориентированных графах для отображения взаимосвязи показателей эколого-экономической системы и проведения прогнозных расчетов с применением метода анализа иерархий;
владеть
- • методами статистического прогнозирования, использования импульсных процессов при имитационных расчетах с применением ориентированных графов;
- • способами построения иерархических систем и прогнозирования будущего развития с использованием метода анализа иерархий.
Показатели оценки эколого-экономического состояния региона
Для проведения комплексного эколого-экономического анализа территории необходимо иметь информацию, характеризующую состояние окружающей среды. Оценка уровня и масштабов хозяйственного воздействия служит важным звеном в оптимизации взаимоотношений между обществом и природной средой.
Хозяйственная нагрузка представляет собой результат хозяйственной деятельности, вызывает негативные изменения в природной среде и включает в себя: использование ресурсов природы (изъятие, трансформацию и нарушение земель в процессе хозяйственной деятельности, добычу полезных ископаемых, использование вод и т. д.); выведение отходов хозяйственной деятельности в природную среду (выбросы вредных веществ в воздух промышленными, коммунальными, бытовыми, сельскохозяйственными предприятиями и транспортом, сброс сточных вод в поверхностные водоемы, твердые отходы от различных источников и т. д.).
Состояние окружающей среды может быть оценено таким показателем, как экономическая оценка ущерба, причиняемого окружающей среде. Наряду с экономической оценкой ущерба могут быть использованы и другие показатели. В настоящее время существует достаточно большое число методов оценки антропогенной нагрузки на экосистему в целом и ее отдел ьн ы е сос гавля ю щи с[1].
Региональный индекс антропогенной преобразованности территории рассчитывается по формуле.
где Rj — ранг антропогенной преобразованное™ (табл. 5.1); 5г — удельный вес территории в общей земельной площади региона, %.
Таблица 5.1
Ранги для расчета антропогенной преобразованности ландшафта.
Вид территории. | Ранг антропогенной преобразованности. |
Охраняемые природные территории. | |
Леса 1-й группы. | |
Залежи. | |
Сенокосы. | |
Пастбища. | |
Многолетние насаждения. | |
Пашня. | |
Земли под зданиями, сооружениями в сельском хозяйстве. | |
Земли городов (под зданиями и сооружениями). | |
Земли под терриконами, свалками, карьерами, оползни, пески и т. д. |
Методика оценки антропогенной нагрузки предполагает использование статистической информации. Однако статистическая отчетность в области охраны окружающей среды является несовершенной, зачастую показатели в планах и отчетах не совпадают.
При расчете балльной оценки уровня хозяйственной нагрузки используются следующие параметры хозяйственной нагрузки: промышленная нагрузка, транспортная, демографическая и сельскохозяйственная.
Все показатели, которые характеризуют воздействие на окружающую среду, можно разделить на две группы:
- • характеризующие негативное воздействие опосредованно (потенциальная нагрузка, которая включает в себя уровень промышленного развития, плотность населения, урбанизированность территории, плотность транспортной сети, плотность поголовья скота и птицы, наличие орошаемых земель, площадь распаханных земель и др.);
- • характеризующие прямое воздействие на природный комплекс или фактическую нагрузку (выбросы вредных веществ в атмосферу, плотность выбросов автотранспортом в полосе загрязнения, сброс сточных вод, использование воды, внесение удобрений, площадь земель, нарушенная промышленными разработками, и др.).
Суммарная антропогенная нагрузка рассчитывается как среднее арифметическое баллов по каждому виду антропогенной нагрузки (промышленной, транспортной, демографической и сельскохозяйственной).
Уровень экологической напряженности оценивается в баллах исходя из пространственного соотношения внутри региона площадей с различной остротой экологических ситуаций, зафиксированных на экологической карте. На первом этапе проводится балльная оценка экологической напряженности для регионов с однородной экологической ситуацией, исходя из следующей шкалы, представленной в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Шкала экологической напряженности регионов.
Экологическая ситуация, /. | Экологическая напряженность е{, уел. сд. |
Очень острая. | |
Острая. | |
Умеренно острая. | |
Условно удовлетворительная. |
При оценке экологической напряженности /-го региона используется формула.
где Sti — доля площади с /-й экологической ситуацией в процентах от общей площади /-го региона.
Пример 5.1.
Рассчитаем региональный индекс антропогенной преобразованности островов архипелага Земля Франца-Иосифа.
Региональный индекс антропогенной преобразованности территории рассчитывается по формуле.
где Rj — ранг антропогенной преобразованности (табл. 5.3); 5, — удельный вес территории в общей земельной площади острова (табл. 5.4), %.
Таблица 53
Ранги для расчета антропогенной преобразованности ландшафта.
Вид территории. | Ранг антропогенной преобразованности. |
Ледники и растительность. | |
Земли иод дорогами. | |
Земли под зданиями, сооружениями, а также загрязненные отходами строительных материалов и ТБО. |
Вид территории. | Ранг антропогенной прсобразованности. |
Земли, загрязненные ломом черных и цветных металлов. | |
Земли, загрязненные нефтепродуктами, отработанными аккумуляторами. |
Таблица 5.4
Площадь территорий островов архипелага Земля Франца-Иосифа, км2
Наименование острова. | Ледники и растения. | Земли под дорогами. | Земли под зданиями, сооружениями, а также загрязненные отходами строительных материалов и ТБО. | Земли, загрязненные ломом черных и цветных металлов. | Земли, загрязненные нефтепродуктами, отработанными аккумуляторами. |
Земля Александры. | 0,1. | 1,2. | 14,3. | 9,6. | |
Греэм-Белл. | 0,3. | 2,9. | 19,7. | 18,7. | |
Гофмана. | 42,6. | 0,8. | 2,1. | 2,5. | |
Гукера. | 0,1. | 4,2. | 1,2. | 1,4. | |
Хейса. | 0,05. | 2,8. | 2,2. | 1.4. | |
Рудольфа. | 0,1. | 2,1. | 1,6. | 0,5. | |
Циглера. | 0,2. | 1,7. |
На основе имеющейся информации можно рассчитать региональный индекс антропогенной преобразованности для каждого острова (рис. 5.1). Например, для Земли Александры расчет проводится по формуле.
Рис. 5.1. Результаты расчетов регионального индекса антропогенной преобразованности по семи островам архипелага Земля Франца-Иосифа.
Высокий индекс антропогенной нреобразованности на о. Гофмана объясняется малыми размерами острова; низкий индекс о. Циглера обусловлен сравнительно небольшой площадью загрязненных земель.
В качестве достаточно простого комплексного показателя, который может укрупненно охарактеризовать эколого-экоиомическую ситуацию в стране или регионе, можно использовать коэффициент антропогенного давления, рассчитываемый исходя из потребления энергии на единицу рассматриваемой территории. Между коэффициентом антропогенного давления и плотностью населения имеется достаточно тесная связь, однако она нарушается для стран, имеющих иную структуру хозяйствования, например, Китая. Показатель антропогенного давления в регионе j рассчитывается по формуле.
где Ej — потребление энергии в регионе j, ПДж/год; 5, — площадь региона /, млн га; п — число регионов.
Коэффициент антропогенного давления не учитывает ручной труд человека по уничтожению живой природы (например, вырубка лесов без применения техники), а также продуктивность экосистем (тундра, например, более ранима, чем лес в средней полосе России). Кроме того, этот критерий является относительным, т. е. если, например, в Китае резко возрастет доля машинного труда, то при расчете коэффициента антропогенного давления он охарактеризует Финляндию, Австрию и Францию величиной ниже среднеглобального уровня.
Еще один укрупненный подход эколого-экономической оценки территорий базируется на энергетических показателях, которые отражают масштаб технической энергетики и плотность населения, а также биотический потенциал территории. Такая оценка может быть проведена с помощью эргодемографического индекса EDI:
где р — средняя плотность населения территории, чел/км2; р0 — средняя плотность населения страны, чел/км2; г — общий расход топлива и топливных эквивалентов электроэнергии на рассматриваемой территории, т.у.т/ год; Rs — суммарная солнечная радиация, т.у.т/км2 год; S — площадь территории, км2.
В табл. 5.5 представлена классификация территорий площадью от 500 до 2000 км2 и даны границы изменения значений EDI.
Из приведенной классификации видно, что границы интервальных оценок расширяются по мере роста значений EDI. Очевидно, что такие города, как Санкт-Петербург и Москва, должны быть отнесены к территории седьмого типа. Однако EDI для этих крупнейших городов будет различен.
Оценка EDI конкретного региона (области) может быть выполнена либо расчетным путем, но приведенной формуле, либо с использованием приведенной таблицы и дополнительной экспертизы.
Таблица 5.5.
Типы эколого-экономических систем и значения EDI
Характеристика территории. | Границы. EDI |
1. Заповедники, государственные природные заказники, национальные парки, малонаселенные хозяйственно-неосвоенные территории. | 0−5. |
2. Районы без крупных населенных пунктов, лесное и сельское хозяйство, имеются значительные площади иепреобразованных ландшафтов. | 5−10. |
3. Небольшие города и поселки с перерабатывающей промышленностью местного значения, в окрестностях — сельскохозяйственные территории с преобладанием площади агроценозов. | 10−50. |
4. Преимущественно аграрные или лесохозяйственные территории с наличием единичных крупных объектов энергетики, добывающей или перерабатывающей промышленности, вахтовые поселки. | 50−100. |
5. Средний город с крупными промышленными предприятиями небольшого числа отраслей и отчетливым функциональным зонированием территории, в окружении аграрного или аграрно-лесного ландшафта. | 100−300. |
6. Крупный город с многоотраслевым промышленным узлом, интенсивными транспортными магистралями в окружении лесного или аграрно-лесного ландшафта. | 300−500. |
7. Очень крупный промышленный центр с большой концентрацией различных отраслей индустрии и транспорта, без отчетливого функционального зонирования территории и с индустриально преобразованным ландшафтом. | 500−1000. |
Рассмотрим второй подход. Область должна быть экспертно поделена на отдельные части, для которых можно ожидать одинаковое значение EDI. Если всю площадь области принять за 100%, то эксперты должны указать процент территории, которая относится к каждой из семи типов территорий, перечисленных в табл. 5.5:
Затем экспертам необходимо указать величины EDI из диапазона для территории того или иного типа EDIt. Расчет EDI для области проводится по формуле:
Состояние экологии в районе или городе зависит от состояния ландшафта, т. е. структуры использования городских земель, которая отражается в земельном кадастре. На основании земельного кадастра возможно рассчитать коэффициент естественной защищенности, для чего достаточно иметь сведения о площадях земель, используемых для осуществления тех или иных видов деятельности (табл. 5.6).
Таблица 5.6
Система данных об использовании земель в районе.
Вид использования земель. | Площадь данного вида использования. |
1. Земли застройки, в том числе промышленных зданий и сооружений. | 5. |
2. Земли под дорогами. | 5*2. |
3. Нарушенные и прочие земли (полигоны отходов, пески, овраги и др.). | Ь |
4. Земли под водой. | S* |
5. Сельскохозяйственные угодья. | 5*5. |
6. Болота. | |
7. Земли иод древесно-кустарниковой растительностью, не входящие в лесной фонд. | Ь |
8. Лесные земли. | 5*8. |
Общая площадь района. |
Коэффициент естественной защищенности территории рассчитывается по формуле.
где S — общая площадь территории.
В числителе данной формулы представлена оценка суммарной площади земель со средои ресурсостабилизирующими функциями: лесные земли — 100%; земли под древесно-кустарниковой растительностью, не входящие в лесной фонд, — 80%; болота — 60% и т. д. В Московской области этот показатель колеблется в пределах от 0,42 до 0,75. Если коэффициент естественной защищенности территории меньше 0,5, значит, в рассматриваемом регионе много пахотных земель, урбанизированных площадей, нарушенных земель. Данный коэффициент носит интегральный показатель и может быть использован для комплексной оценки экологического состояния территории с учетом накопленных ущербов.
В зависимости от объекта градация используемых земель может быть изменена. Например, для уникальных островов в Северном ледовитом океане используются иная структура земель и оценочные коэффициенты.
Пример 5.2.
Рассчитаем коэффициент естественной защищенности островов архипелага Земля Франца-Иосифа.
Для расчета данного коэффициента достаточно иметь сведения о площадях земель, используемых для осуществления тех или иных видов деятельности (табл. 5.7).
Таблица 5.7
Система данных об использовании земель на островах.
Вид использования земель. | Площадь данного вида использования. |
Земли под зданиями, сооружениями, а также загрязненные отходами строительных материалов и ТБО. | |
Земли под дорогами. | 52 |
Земли, загрязненные прочими отходами. | *3. |
Ледники. | ^4. |
Земли иод мхами и лишайниками. | S5 |
Земли иод цветковыми растениями. |
Приведенную выше формулу расчета коэффициента естественной защищенности следует модифицировать, исходя из особенностей структуры занятых земель для островов архипелага. Для данного случая коэффициент естественной защищенности рассчитывается, но формуле.
В числителе данной формулы представлена оценка суммарной площади земель со средостабилизирующими функциями: земли под цветковыми растениями — 30%, земли под мхами и лишайниками — 20%, ледники — 10% (табл. 5.8).
Таблица 5.8
Площадь земель со средостабилизирующими функциями на островах архипелага Земля Франца-Иосифа, км2
Остров. | Ледник. | Земли под мхами и лишайниками. | Земли под цветковыми растениями. |
Земля Александры. | 51,7. | 0,78. | |
Греэм-Белл. | 79,7. | ||
Гофмана. | 38,2. | 4,26. | 0,15. |
Гукера. | 44,7. | 1,5. | |
Хейса. | 113,5. | 0,5. | |
Рудольфа. | 0,06. | ||
Циглера. | 42,8. | 0,56. |
На основе имеющейся информации можно рассчитать коэффициент естественной защищенности для каждого острова. Например, для острова Земля Александры коэффициент естественной защищенности равен.
На рис. 5.2 приведены результаты расчета коэффициента естественной защищенности по семи островам архипелага Земля Франца-Иосифа.
Рис. 5.2. Результаты расчетов регионального индекса коэффициента естественной защищенности по семи островам архипелага Земля Франца-Иосифа.
Низкий коэффициент естественной защищенности на острове Гофмана обусловлен малыми размерами острова; низкий коэффициент на острове Рудольфа вызван практически полным отсутствием растительности; на острове Гукера ввиду наличия крупных площадей, занятых растительностью, коэффициент естественной защищенности сравнительно высокий.
Приведенные оценки на основе натуральных показателей обычно используются в качестве начальных сведений об экологическом состоянии территории. Эти показатели могут не только констатировать факт загрязнения, но и использоваться при прогнозировании, поскольку эти данные легко подсчитать и применять в качестве исходных для построения статистических моделей.
- [1] Адам А. М, Новоселов А. Л., Чепурных Н. В. Экологические проблемы регионов России. Томская область. М.: ВИНИТИ, 2000.