INTEGRATED STRUCTURING OF ANTHROPOGENIC PROCESSES ON THE SCALE OF ADJACENT TERRITORIES (ON THE EXAMPLE OF YAKUTIA)

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2024.142.112
Issue: № 4 (142), 2024
Suggested:
07.02.2024
Accepted:
20.02.2024
Published:
17.04.2024
137
4
XML
PDF

Abstract

The natural and territorial complex (NTC) of Yakutia within the boundaries of the administrative-territorial formation is in close ecological and anthropogenic interrelation with all neighbouring regions (Krasnoyarsk Krai, Irkutsk Oblast, Transbaikal Krai, Amur Oblast, Khabarovsk Krai, Magadan Oblast, Chukotka Autonomous District). Each territory, based on the specifics of industrial and economic development of natural resources, is characterized by anthropogenic risk associated with the real level of ecological capacity, the reduction of which poses a threat to the vital habitat of all populations of the region's biosphere – flora, fauna, and humans (Hs). The article examines the fundamental issues of environmental and technosphere security of the region and its neighbouring territories.

1. Введение

Для оценки экологических рисков в природно-технических геосистемах сопредельных территорий необходимо рассматривать возможные неблагоприятные последствия совокупного влияния антропогенных процессов на основные природообразующие компоненты – атмосферы, гидросферы, литосферы. В этом случае, рассматривая природно-территориальные комплексы Якутии в фокусе возможного интегрированного экологического риска, обозначим составляющие антропогенные риски со стороны сопредельных территорий:

1. Чукосткий автономный округ – P1 (A, G, L);

2. Магаданская область – P2 (A, G, L);

3. Амурская область – P3 (A, G, L);

4. Хабаровский край – P4 (A, G, L);

5. Забайкальский край – P5 (A, G, L);

6. Иркутская область – P6 (A, G, L);

7. Красноярский край – P7 (A, G, L).

2. Основные результаты

Опираясь на математический аппарат теории вероятностей, суммарный экологический риск природно-территориальных комплексов Якутии, как вероятность накопления критической массы антропогенных изменений, снижающих экологическую емкость в пределах (или за пределами) допустимых значений компонентов экотопа, характеризует полную группу равновозможных неблагоприятных событий в биосфере региона

,
. Считая, что такие события формируются антропогенными потоками по трем направлениям техногенных воздействий на компоненты – A, G, L, интегрированный показатель регионального экологического риска ПТК Якутии в масштабе конкретных сопредельных территорий может быть представлен функционалом:

img
(1)

Интегрированное структурирование антропогенных процессов по компонентам экотопа (A, G, L) реализуется в масштабах биосферы всех (включая Якутию) взаимосвязанных сопредельных территорий B (Fl, Fn, Hs) 

,
,
. С позиции алгебраической логики имеем экологически связанную импликацию:

img
(2)

Импликация (implication), как логическое следование, в общем случае экологически взаимосвязанных сопредельных территорий отражает причинно-следственную связь между функционалами  I и  II.

Вероятность антропогенных состояний и связанных с ними экологических (и социоприродных) рисков зависит от времени развития негативных процессов, т.е.:

img
(3)

На рис. 1 схематично представлено интегрированное структурирование антропогенно-трансформированных ареалов сопредельных территорий ПТК Якутии по векторным направлениям техногенных потоков.

Антропогенная трансформация биосферы Якутии рассматривается как зависимое от количественных и качественных характеристик ареалов, обусловленных техногенным влиянием на компоненты окружающей среды A, G, L. Поэтому вероятность, как количественная мера риска, может быть определена в качестве условной вероятности:

img
(4)
Взаимосвязь антропогенных ареалов сопредельных территорий природно-территориального комплекса Якутии

Рисунок 1 - Взаимосвязь антропогенных ареалов сопредельных территорий природно-территориального комплекса Якутии

Примечание: P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 – экологические риски техногенной опасности от сопредельных территорий; РС(Я) 

img

img – допустимый уровень трансформации биосферы (или ее отдельных популяций), определяющий величину экологического риска по биосфере региона (Pв(t);

img  – допустимый уровень техногенного фактора, измеряемый в единицах физических и биохимических величин, и определяющий антропогенный риск.

Учитывая многосвязность и взаимообусловленность антропогенных процессов сопредельных территорий, количественная оценка вероятности нарушения устойчивого экологического баланса любой из таких территорий в результате трансформации компонентов жизненной среды обитания (экотопа и биоценоза) может быть осуществлена на основе теоремы гипотез (по формуле Бейеса):

img
(5)

Используя теорему гипотез для конкретных расчетно-аналитических моделей количество сопредельных территорий (n) может составлять от 1 до 7, исходя из задачи исследования конкретных влияющих техногенных потоков сопредельных территорий Якутии.

В реальной ситуации, когда требуется оценивать долговременное влияние антропогенных процессов в границах сопредельных территорий, целесообразно использовать аппарат теорий случайных функций. Это связано с тем, что антропогенные процессы, обусловленные техногенными потоками (воздействиями), строго говоря, не могут быть сведены лишь к изучению отдельных (случайных) явлений – например, экологически экстремальных ситуаций, обусловленных авариями, чрезвычайными одномоментными событиями, катастрофами и т.д. поэтому на практике приходится иметь дело с устойчивыми антропогенными величинами (техногенными нагрузками и воздействиями) непрерывно изменяющимися в процессе промышленного освоения территории.

Такие изменяющиеся величины, как например, биогеохимические, электромагнитные, тепловые, радиационные, акустические и др., аппромиксируются случайными функциями на статистико-вероятностном множестве оценок. При этом случайные функции по конкретным антропогенным процессам, протекающим во времени со стороны сопредельных территорий, характеризуют мощность техногенного влияния (T) в функции определяющих техногенную нагрузку величин (температура, концентрацию вредных веществ в атмосфере, почве, воде; площадь антропогенно-трансформированного природного ландшафта, снижение биоразнообразия и т.д.).

Теоретически можно (с необходимой точностью и достоверностью) увеличивать количество подлежащих объективной количественной оценке аргументов (наблюдаемых компонентов), и получить при этом вес более подробную характеристику исследуемой случайной функции. Такая характеристика будет отражать объективную оценку влияния конкретной сопредельной территории на ПТК Якутии. Взаимосвязь и взаимообусловленность антропогенных процессов сопредельных территорий создает сложную эколого-интерференционную картину по направляющим векторам техногенных потоков, создающих устойчивое во времени их усиление в одних точках территориального пространства, и возможное ослабление в других. 

Это обстоятельство имеет принципиальное значение для «экспортно-импортных» экологически негативных последствий смежных природно-территориальных образований, а именно – Якутии в окружении всех семи сопредельных территорий. При этом конкретный техногенный поток img не поступает на вход природно-территориальных комплексов Якутии в нормативно устойчивом виде, поскольку он, как правило, трансформирован сопутствующими возмущениями.  В результате на вход рассматриваемой территории фактически воздействует не заданная функция img, а некоторая случайная функция (трансформированного потока) img. Соответственно, природоохранная система Якутии вырабатывает в качестве своей защитной реакции структурную интегрированную функцию img, также отличающуюся от теоретической нормативно устойчивой (типичной для экологической защиты региона) реакции.

Решение задачи определения необходимой адекватной функции img, обеспечивающей защиту региона (Якутии), опирается на аппарат теории случайных функций с использованием исходной информации, достаточной по количественному и качественному составу конкретных техногенных потоков.

3. Заключение

Таким образом, оценка долговременного влияния антропогенных процессов в границах конкретных сопредельных территорий опирается на аппарат теории случайных функций, характеризующих мощность техногенного влияния между конкретными сопредельными территориями.

Article metrics

Views:137
Downloads:4
Views
Total:
Views:137