Миколаївський державний гуманітарний університет ім. П. Могили

Факультет еколого-медичних наук

Кафедра екології та природокористування

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни „Теорія екологічних систем”

Тема

„ДОСЛІДЖЕННЯ СОЦІОЕКОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ СВИНОКОМПЛЕКСУ В БАШТАНСЬКОМУ РАЙОНІ”

Виконавець:

студентка 521 гр.

Макарова А. А

Керівник:

Добровольський В.В.

Миколаїв 2008

Зміст

Анотація

Вступ

Перелік опрацьованої літератури

Загальна характеристика екосистеми

Структура екосистеми

Властивості та показники складових екосистем

Екологічні характеристики

Чисельні рішення

Висновки

Перелік використаної літератури

Додатки

Анотація

Метою курсової роботи є аналіз соціоекологічної системи свинокомплексу в Баштанському районі. Для досягнення мети було розроблено карту-схему території розташування екосистеми, обгрунтовано її межі, розроблено структурно-ієрархічну схему цієї системи, обгрунтовано екологічні характеристики свинокомплексу і його складових, визначено властивості екосистеми і вирішені практичні задачі, які допомогли проаналізувати екологічну систему. Отримані результати довели, що екологічна система може існувати, але з негативним навантаженням на навколишнє середовище.

The summary

The purpose of course work is the analysis of sozioecological system pig-complex in area Bashtanska. For achievement of the purpose the card - circuit of territory of an arrangement еcosystem, substantiated her borders, the structural - hierarchical circuit has been developed of this system, substantiated ecological characteristics pig-complex and his compound, its determined properties еcosystem and practical problems which have helped to analyse ecological system are solved. The received results have finished, that the ecological system can exist, but with negative loading on an environment.

Вступ

Проблема харчів завжди займала перше місце у світі. Адже, одним з головних викликів нашого часу є забезпечення продовольством всього людства, кількість яких в 2050 році по експертним оцінкам досягне 9 млрд. чоловік[1].

Значна частина населення України і в ХХІ ст. не може придбати достатню кількість харчів для забезпечення фізіологічних потреб та отримати науково обґрунтовану добову кількість калорій (Енергетична цінність раціону 1/5 населення України складає 2100 ккал, що за визначенням ВООЗ нижче за межу бідності[2].). При цьому, головною проблемою є не відсутність продовольства взагалі, а бідність населення, яке витрачає понад 2/3 і більше місячного доходу на харчування. Вважається, що отримання достатньої кількості продуктів відповідної якості є правом кожної людини.

Згідно концепції недостатнього харчування виділяється 4 види неправильного харчування: 1) переїдання; 2) вторинне недостатнє харчування; 3) дієтична незабезпеченість; 4) недоїдання. Останній є найнебезпечнішим видом, особливо для дітей, бо призводить до порушень функціонування імунної системи, дистрофії, впливу на розумовий, духовний і фізичний розвиток.

Згідно даних Держкомстату (2003) в Україні різко знизилося споживання біологічно цінних продуктів тваринного походження, відбувається дефіцит тваринного білка[2].

Це можна було б вирішити розвиваючи галузь свинарства. Ці тварини швидко розмножуються і не потребують великих витрат, але якщо будуть задіяні новітні технології, тобто свинокомплекси і їхня продукція були б екологічно чистими для навколишнього середовища і здоров’я людей.

Такий свинокомплекс намагалися побудувати в Баштанському районі. Так як це питанням дуже мало вивчене, ним тільки почали цікавитися, я вирішила його дослідити.

Отже, метою моє курсової роботи є аналіз екологічної системи свинокомплексу в Баштанському районі.

Для досягнення мети необхідно вирішити наступні завдання:

• розробити карту-схему території розташування екосистеми;

• обґрунтувати межі екологічної системи;

• розробити структурно-ієрархічну схему екологічної системи;

• визначити зв’язки екологічної системи;

• обґрунтувати екологічні характеристики системи і її складових;

• визначити властивості екологічної системи;

• вирішити практичні задачі в межах аналізу екологічної системи[3].

Отже, ця тема є досить актуальна і потребує вирішення.

Загальна характеристика соціоекосистеми

Будь-яка екологічна система займає певну територію та об’єм і відокремлена від сусідніх систем природними або антропогенними кордонами. Кордони можуть бути чітко окресленими, або розмитими, стабільними чи рухомими[4].

Комплекс знаходиться в Баштанському районі Миколаївської області. З південного боку від нього знаходяться землі Держлісгоспу, з інших боків – обмежений землями сільськогосподарського призначення. Найближчими населеними пунктами є м. Баштанка і с. Новогеоргіївка.

Розмір санітарно-захисної зони становить 2 км і є витриманою за Державними санітарними правилами планування й забудови населених пунктів.

Загальна територія комплексу становить приблизно 30 га[5].

Межі екосистеми комплексу охоплюють і населені пункти (м. Баштанка і с. Новогеоргіївка), і прилеглі території (землі Держлісгоспу і землі сільськогосподарського призначення) до нього, щоб в подальшому можна було врахувати вплив на них.

Залежно від розташування джерела дії зв’язкя бувають різні. Завнішні зв’язки – це, коли джерело знаходиться поза межами системи[4].

Екосистема знаходиться під таким впливом зовнішніх факторів як сонячна радіація, вітер, погодні умови та ін. Але цей вплив є опосередкованим, тобто ніякого значення не має.

Структура соціоекосистеми

Соціоекосистема – це територіальна соціоприродна саморегульована система, динамічна рівновага якої повинна забезпечуватися людським суспільством. Ця система – моноцентрична, її центральним об’єктом є людина. Вона складається з двох підсистем – природної (біотичної і абіотичної) та соціально-економічної (населення і господарство).

Ієрархічність (багаторівневість) системи характеризує її морфологію і поведінку – окремі рівні обумовлюють певні аспекти її поведінки, а цілісне функціонування є результатом взаємодії всіх рівнів. Кожна система, яка є сукупністю складових нижчого рівня – підсистем, у свою чергу є однією з частин системи наступного вищого рівня – надсистеми, а та теж є лише частиною вище розташованого.

Схематично ієрархічність (декомпозиція) системи представляється у вигляді „ієрархічного трикутника” (див. Додаток 3). На найнижчому рівні трикутника розташовані „елементи” – найдрібніші складові системи. Характерною особливістю елемента є те, що його не можливо декомпозувати (розділити, розкласти) без руйнування. Елемент – найменша функціональна і структурна одиниця системи.

Безмежна кількість природних і штучних об’єктів, кожен з яких може бути складовою не однієї системи, утворюють надскладне системне об’ємне мереживо, що можливо представити у вигляді ієрархічної піраміди систем. Піраміда систем не застигле утворення – вона постійно змінюється внаслідок зникнення, утворення, заміни та переміщення деяких складових. В піраміді всі системи взаємодіють між собою, що іще більше ускладнює поведінку систем і їх складових.

Внутрішні зв’язки відзеркалюють взаємовідносини між складовими екосистеми та між екосистемою і її довкіллям. В реальних системах внаслідок взаємопов’язаності складових прямі зв’язки утворюють складні ланцюги і мережі, а з урахуванням зворотних – замкнені контури.

Горизонтальні зв’язки характеризують взаємовплив складових одного ієрархічного рівня, наприклад, зв’язки між організмами однієї популяції. Вертикальні зв’язки в такому випадку між окремими організмами і популяцією цих організмів відзеркалюють вплив організму на властивості популяції (і навпаки)[4].

Зв’язки між складовими представляються у вигляді окремих схем, на яких рух речовини, енергії і інформації зображено лініями із стрілками – горизонтальними між складовими одного рівня і вертикальними – між представниками різного ієрархічного рівня[3].

У якості прикладу розглянемо горизонтальні і вертикальні або соціологічні і технологічні зв’язки в локальній соціоекосистемі свинокомплексу (див. Додаток 4), в якій відображено дуалізм людини. Для спрощення схеми природну підсистему представимо лише однією складовою – літосферою і елементами NН₄, Н₂S і СО₂ атмосфери, а штучну підсистему – комплексом, соціальним утворенням і людиною.

Комплекс має найбільше забруднююче джерело – це гноєзбірник, де збираються рідкі відходи від свиней, з яких роблять рідкі добрива і які виділяють газоподібні забруднюючі речовини. Добрива потрапляють у грунт. Це є позитивна реакція впливу на вплив фактору. В той же час забруднюючі речовини діють навпаки, тобто негативно впливають на елементи NН₄, Н₂S і СО₂ і людину, але остання може зменшити або зовсім припинити потік забруднюючих речовин з комплексу. Це є технологічними зв’язками. А також людина може залежати від комплексу: працювати там, отримувати заробітну плату і доходи у місцевий бюджет. Це є соціологічними зв’язками.

Розглянутий приклад дозволяє зробити такий висновок, що наявний комплекс покращує матеріальне забезпечення населення, але разом з тим збільшує негативний вплив на середовище проживання людей.

Властивості та показники складових екосистем

Для всіх складових екологічної системи, починаячи з елементів і до підсистем найвищого рівня необхідно встановити властивості і показники[3].

Властивість – сторона предмету, яка обумовлює його відміну чи схожість з іншими предметами і проявляється під час взаємодії з ними. Властивість – це категорія, що характеризує фізичну, хімічну, біологічну чи комплексну відмінність від іншого. Комплексною властивістю є якість, що характеризує об’єкт у цілому, а не окремі його властивості. Кількісна властивість оцінюється з допомогою показника (ків). Головними з безлічі властивостей системи є цілісність, ієрархічність, функціональність, самоорганізованість, відкритість, продуктивність, енергозабезпеченість, саморегульованість, емерджентність[4].

Екологічній системі свинокомплексу належать такі властивості як цілісність, ієрархічність, функціональність, продуктивність, енергозабезпеченість, саморегульованість і емерджентність.

Цілісність і функціональність не потрібно характеризувати, тому що вони були доведені у розділі 2 завдяки обгрунтуванню меж екологічної системи.

Ієрархічність (багаторівневість) системи характеризує її морфологію і поведінку – окремі рівні обумовлюють певні аспекти її поведінки, а цілісне функціонування є результатом взаємодії всіх рівнів. Ця властивість схематично представляється у вигляді “ієрархічного трикутника”. На найнижчому рівні трикутника розташовані “елементи” – найдрібніші складові системи. Характерною особливістю елемента є те, що його не можна декомпозувати (розділити, розкласти) без руйнування[4]. В екологічній системі свинокомплексу ця властивість чітко зображена в Додатку 3.

Продуктивність системи визначається кількістю певної продукції, яку виробляє система. Характеризується абсолютною кількістю продукції, виробленої за певний час, чи її значенням, віднесеним до характерного показника системи. Продуктивність системи не постійна і міняється в залежності від зовнішнього впливу і стану системи[4]. В екологічній системі свинокомплексу – це кількість м’яса за рік, але в даному випадку це нас найменше цікавить, тому продуктивністю комплексу буде кількість відходів, які утворюються.

Емерджентність системи вказує на здатність отримувати (формувати) нові властивості, яких не було у складових підсистем. Тобто, будь-яка система має дві групи властивостей – спадкові, які перейшли від складових підсистем і емерджентні (власні)[4]. Наприклад, комплекс – штучна система, яка складається з декількох підсистем (гноєзбірника, інфраструктура комплексу тощо) має 7 головних властивостей, з яких 2 відсутні у підсистемах (енергозабезпеченість, саморегульованість) і є емерджентними. До спадкових відносяться: продуктивність (як кількість виробляємих відходів), ієрархічність (як взаємозалежність всіх складових).

Енергозабезпеченість – це властивість екологічної системи сприймати, преробляти, засвоювати та транспортувати зовнішню енергію, а також віддавати її за межі системи[4]. Наприклад, рідкі відходи можна завдяки процесам бродіння перетворити на біогаз, який можна використовувати як паливо, або як тепло для опалення приміщень комплексу в холодний період року, або взяти більш глобально на опалення навколишніх населених пунктів.

Саморегульованість екологічної системи полягає в її здатності пристосовуватися до змін навколишнього середовища в певних межах, зберігати структуру й функціональні властивості, тобто життєдіяльність в умовах довкілля, чинити опір зовнішньому впливові[4]. В екологічній системі свинокомплексу створюються всі умови для того,щоб він існував. Але ці умови створюються штучно, тому що підводяться штучні підсистеми. Це і газо-, і водо-, і еклектрозабезпеченість, тобто ті ресурси, яких не має у комплекса.

Екологічні характеристики

Всі складові екосистеми взаємопов’язані і взаємовпливові. Тому кожна повинна розглядатися в двох аспектах – як об’єкт впливу і як джерело впливу одночасно. Як об’єкт впливу будь-яка складова екосистеми відчуває дію інших складових через внутрішні зв’язки і дію позасистемних компонентів середовища через зовнішні зв’язки. Джерела впливу дії по відношенню до об’єкта постають як фактори по лініях зв’язків. об’єкт не залишається байдужим до дії довкілля – показники його властивостей і якості міняються відповідно до кількісних змін діючих факторів[4].

Екологічні характеристики – математичні залежності властивостей чи показників складових системи від діючих факторів3.

Спробуємо охарактеризувати споживання води комплексом і порівняти отримані результати з споживанням цих ресурсів м. Баштанки (див. розділ 6. Чисельні рішення). Це допоможе створити уявлення, який вплив має свинокомплекс і яке навантаження на інфраструктуру міста, адже він не має власних ресурсів і споживає чужі, тобто міста.

Під час зберігання гною в ньому за участю мікроорганізмів відбуваються процеси розпаду виділень тварин з утворенням більш простих мінеральних з’єднань. Аміачний азот втрачається під час зберігання гною при розкладанні сечі[6].