10808-1 (Эволюция и динамика геосистем), страница 3

Общая логическая схема процесса прогнозирования представляется как последовательная совокупность:

Во – первых, представлений о прошлых и современных закономерностях и тенденциях развития объекта прогнозирования;

Во –вторых, научного обоснования будущего развития и состояния объекта;

В – третьих, представлений о причинах и факторах, определяющих изменение объекта, а также условий, стимулирующих или препятствующих его развитию;

В – четвертых, прогнозных выводов и решений по управлению.

Для решения многих познавательных и практических задач все возрастающее значение приобретают комплексные прогнозы, включающие и собственно географический прогноз. Его значение особенно велико для обоснования и апробации различных концепций экономического и социального развития, при составлении плановых и технических проектов.

Географы определяют прогноз преимущественно как научно обоснованное предвидение тенденций в изменении природной среды и производственно территориальных систем. (Сачава, 1978)

В аспекте эволюции геосистем – это особая задача, решение которой относится к области полеогеографии, а в части текущей динамики, то есть смены одной переменной структуры другой, - это актуальный предмет учения о геосистемах. Такого рода динамика, хотя и проявляется при спонтанном развитии природы, но чаще всего представляет собой следствие влияния человека на окружающую среду. Она способствует всем его мероприятиям, в частности, по освоению местности и разработки природных ресурсов. Поэтому прогноз направлений текущей динамики является необходимым условием всякого рационального природопользования.

Географический прогноз касается только природной среды человека. Социально – экономический прогноз строится на других основаниях, хотя также с учетом динамики природной среды. С другой стороны, экономические и социальные мотивы учитываются и при географическом прогнозировании, но только с токи зрения воздействия их на природу. Этого вполне достаточно, так как помимо разработки собственно географического прогноза географ участвует в составлении социально – экономического прогноза, в частности касающегося перспектив развития территориально – производственных систем.

Некоторые понятия прогностики:

В работе используется терминология общей прогностики, разработанная Комитетом научно-технической терминологии АН СССР (Звонкова, 187).

Цель и объект прогнозирования. Процесс прогнозирования начинается с определения его цели и объекта, так как именно они определяют тип прогноза, содержание и набор методов прогнозирования, его временные и пространственные параметры. Цели и объекты прогнозирования могут быть очень разными. В настоящее время главной, наиболее актуальной и очень ответственной целью географического прогнозирования является предвидение того состояния природной среды, в которой будет обитать человек. При этом цель заключается не только в прогнозировании состояния воздуха, воды и почвы, но в целом географической среды, ее природы и хозяйства.

При выборе объекта прогноза можно использовать классификацию, которая основана на следующих шести признаках (Звонкова, 1987):

Природа объекта прогноза. Географический прогноз, привязанный к определенному региону, чаще всего соприкасается с другими объектами прогноза разных природных свойств.

Масштабность объекта прогноза: сублокальные, с числом значащих переменных от 1 до 3, локальные (от 4 до 14), субглобальные (от 15 до 35), глобальные (от 36 до 100), суперглобальные (более 100 значащих переменных). В географии имеют место объекты всех масштабов.

Сложность объекта прогнозирования, определяемая разнообразием его элементов, числом значащих переменных и характером связей между ними. По этим признакам можно выделить объекты: сверхпростые, в которых переменные существенно не связаны друг с другом; простые – парные взаимосвязи между переменными; сложные – взаимосвязи между тремя переменными и более; сверхсложные, при изучении которых учитываются взаимосвязи между всеми переменными. В географическом прогнозировании исследователь чаще всего имеет дело со сверх сложными объектами.

Степень детерминированности: детерминированные объекты, в которых случайная составляющая несущественна и ею можно пренебречь; стохастические объекты, при описании которых необходим учет их случайной составляющей; смешанные объекты с детерминированными и стохастическими характеристиками. Для географического прогнозирования прежде всего свойственны стохастические и смешанные характеристики объектов.

Характер развития во времени : дискретные объекты, регулярная составляющая (тренд) которых изменяется скачками в фиксированные моменты времени, тренд – аналитическое или географическое представление об изменении переменной во времени. Апериодические объекты, регулярная составляющая которых описывается апериодической непрерывной функцией времен; циклические объекты , имеющие регулярную составляющую в виде периодической функции времени. В географическом прогнозирование используются все виды развития объекта во времени.

Степень информационной обеспеченности, определяемая полнотой имеющихся качественной или количественной ретроспективой информации об объектах прогноза. В географическом прогнозировании исследователь имеет дело с объектами, обеспеченными преимущественно качественной информацией об их прошлом развитии. Это особенно относится к природной составляющей прогноза.

Основные операционные единицы прогнозирования. Все объекты прогнозирования изменяются во времени и пространстве. Поэтому время и пространство – главные операционные единицы прогнозирования. Какая из операционных единиц важнее ? Некоторые географы считают главными принципами прогнозирования историко-генетический (Саушкин, 1976) и структурно-динамический (Сачава, 1974). Тем самым они отдают предпочтение временным аспектам прогнозирования. Действительно, проблема времени в общей прогностики является центральной проблемой, однако в географическом прогнозировании, имеющем дело с регионами, пространствами разных рангов, необходимо сочетание пространственных и временных аспектов.

Главная проблема географического прогнозирования. Географическое прогнозирование – это, как правило, решения комплекса проблем, составляющих часть предплановых разработок будущего плана. Но из многих проблем прежде всего надо выбрать главную и общую для географов проблему. Выбор такой проблемы должен основываться на следующих кретериях (Звонков, 1987):

Соответствие проблемы современным общественным и научно – техническим потребностям.

Актуальности значения проблемы на большой период времени (25-30 лет и более).

Наличие научных предпосылок, в частности соответствующих методов решения проблемы.

Из перечисленных общих критериев следует, что главная задача состоит в географическом обосновании долгосрочного развития народного хозяйства в его региональном аспекте, а главная общая для географов научная проблема – предвидение изменений природной среды в естественных и техногенных условиях.

Методы физико-географического прогнозирования.

В географических исследованиях широко используется общенаучные методы прогнозирования или непосредственно, или в специализированной интерпретации. Так. Наиболее популярный в прогнозировании процесс экстраполяции составляет основу палеографического, ландшафтно-индикационного и метода ландшафтно-генетических рядов.

Метод ландшафтной индикации. Этот метод относительно хорошо разработан в геоботанической части и еще предостаточно используется в ландшафтно-географическом плане. Он основан на пространственно-временных корреляционных связей природных компонентов и комплексов и позволяет определять тенденции их развития и изменения в структуре. Индикаторами могут быть все природные компоненты и ландшафты, но значение компонентных индикаторов не универсально. Они могут хорошо работать в пределах одного и не работать в другом природном комплексе. В процессе экстраполяции ландшафт можно рассматривать также как фон, который во многом определяет пространственно – временные особенности нарушения его компонентов, обеспечивает учет однородности природных условий, особенно при выборе природных аналогов. Для решения прогностических задач такие исследования являются предварительными и необходимыми, они позволяют прогнозировать и экстраполировать изменения природных комплексов с учетом перспектив хозяйственного развития.

Одним из методических приемов ландшафтно-прогнозной индикации является анализ структурно-генетических рядов. Основной объект исследования – пространственные ряды природных комплексов в пределах трансекты – полосы, в которой они размещаются в том порядке, в каком сменяют друг друга в процессе развития. Очень хорошо прослеживается смена природных комплексов от современной дельты Амударьи к пустыне, где в генетическом ряду закономерно сменяют друг друга природные комплексы.

Показателями пространственно – временных тенденций изменения природных комплексов в пределах трансекты в данном случае служат : господство (встречаемость) определенных комплексов в общей структуре ландшафта; число элементов ряда, отражающих стадии непрерывных изменений природных комплексов; повторяемость комплексов в ряду. Чаще всего природные комплексы, входящие в структурно – генетические ряд, переходят друг в друга постепенно, что свойственно естественным природным комплексам. Размытые границы индицируют плавность процесса, а резкие – антропогенные нарушения.

Более детально для целей прогноза разработаны приемы использования экологических рядов растительности, которые отражают связи растительных сообществ с основными экологическими факторами. Составляют мелкомасштабные карты, на которых показывают территории, единые по общему направлению смен растительных сообществ в связи с изменением, например увлажнения , и крупномасштабные карты с показом наших пространственно – временных переходов от одного к другому растительному сообществу. Достоинство прогнозирования с использованием экологических и структурно – генетических рядов – непрерывность получаемой информации.

Одним из частных прогнозно индикационных методов оценки состояния природной среды и колебаний климата, не приводящих в настоящее время к коренным преобразованиям растительного покрова, является метод фенологических индикаторов. Сущность метода состоит в том, что периоды поступления прогнозируемых фенологических явлений определяются по предшествующим феноявлениям – индикаторам, коррелятивно связанным со временем прогнозируемого явления.

Палеогеографический метод. Этот метод в прогнозировании основан на экстраполяции тенденций из прошлого через настоящее в будущее. Этот метод применим в долгосрочном прогнозировании на больших и разнообразных по ландшафтной структуре территориях. Надежность метода определяется полнотой и непрерывностью палеогеографической информации, обеспечиваемой правильным выбором опорных резервов новейших отложений. Используя приемы палеогеографического анализа, можно получить прогностические данные об обратимости и необратимости природных процессов и ландшафтов (например, потепление – похолодание –вновь потепление и связанные с ним смены ландшафтов); ритмичности развития природных процессов; палеогеографических аналогах современных ландшафтов; об устойчивости ландшафтов при колебаниях климата; обратимости или необратимости развития ландшафтов при катастрофических природных явлениях; об общих тенденциях развития природной среды и событиях, их усиливающих или ослабляющих.

Для сверх срочного и долгосрочного прогнозов восстанавливают развитие природной среды за время от нескольких десятков лет до тысячелетий и используют палеоботанические палеофаунистические методы, например метод спорово-пыльцевого анализа современных почв. Этот метод позволяет восстановить картину природы и фазы ее развития за время формирования современных почв.

Для определений прошлых тенденций развития ландшафта за более короткие сроки применяют палеогляциологический, депдрохронологический, лихенометрический методы.

Палеогляциологический метод основан на исследовании ледников – естественных аккумуляторов атмосферных осадков. По ним можно судить о естественном и антропогенном загрязнении среды за значительный период времени. Анализ содержания пыли в годовых слоях ледников позволяет также определять тенденции изменения в составе приземных слоев воздуха и прогнозировать по этим данным возможный ход развития естественного и антропогенного загрязнения атмосферы.

Депдрохронологический метод основан на измерении роста древесных пород с большим жизненным циклом, который отражает внутрисезонные и многолетние климатические изменения за несколько сотен лет. При этом изменяется главным образом радиальный прирост древостоя. Отражая динамику фитомассы лесных комплексов, он служит показателем их состояния.

По радикальным приростам могут устанавливаться эктраполяционные прогностические ритмы и тенденции развития природной среды. Например, для Дальнего Востока получены депдрохронологические ряды за последние 500 лет для кедра корейского, тиса остроконечного и деревьев других пород. Ряды отражают цикличность, близкую к цекличности солнечной активности, цикличность с длиной волны 5-6, 9-15, 20-28, 30-40, 80-100 лет.

Для прогнозирования на еще боле короткие сроки и небольшие площади можно использовать лихенометрический метод, который (как и депдрохропологический) не является собственно полеогеографическим методом. Этот метод основан на изучении лишайников (скорости их роста, размеров, проективного покрытия, видового разнообразия) испытывающих влияние загрязнителей.

Прогнозирование изменений природной среды в сфере воздействия крупных промышленных объектов (на примере КАТЭКа).

Прогнозирование изменений природжной среды в сфере воздействия промышленных объектов по характеру и методам исследований может быть комплексным и отраслевым.

Комплексное прогнозирование подразумевает изучение сочетания промышленных объектов разных отраслей. Обычно оно связано с очень крупными промышленными узлами. Отраслевой подход основан на выделении из суммы промышленных объектов лишь одной отрасли и оценки ее воздействия на природную среду. Сильное воздействие на природную среду оказывают и будут оказывать предприятия черной и цветной металлургии, нефтехимии, электроэнергетики и другие.

До начала прогнозирования нужна информация о тенденциях развития природной среды, а также современном состоянии и планах развития хозяйства региона, в частности о размещении промышленных объектов, их будущих объемах, технологии и ее воздействии на природу. В большинстве случаев сложность размещения крупных промышленных предприятий определяется высокой материалоемкостью их производства, потребностью в энергии и воде, а также степенью экологичности и технологии. (Звонков Т.В., 19 )