Цикличность в природопользовании

Лекция 1. Цикличность в природопользовании Содержание 1. Цель, задачи, структура курса. 2. Экологическая кривая С. Кузнеца, его циклы 3. Использование природных ресурсов и концепции природно-общественных циклов. 4. Ресурсные циклы Комара. 5. Рациональное природопользование 1. Цель, задачи, структура курса В настоящее время важнейшей проблемой, если не считать проблемы войныи мира, является проблема взаимоотношения общества и природы. Под природопользованием понимается в онтологическом плане область действительности, где наблюдается процесс взаимодействия природы и общества. Совокупность всех форм использования природно-ресурсного потенциала и мер по его сохранению называется природопользованием. Природопользование включает в себя: 1) извлечение и переработку природных ресурсов, их возобновление или воспроизводство; 2) использование и охрану природных условий среды жизни; 3) сохранение (поддержание), воспроизводство (восстановление) и рациональное изменение экологического баланса (равновесного состояния) природных систем. Три названные составляющие природопользования служат основой сохранения природно-ресурсного потенциала развития общества. С экономической позиции природопользование означает совокупность производительных сил, производственных отношений и соответствующих организационно-экономических форм и учреждений, связанных с первичным присвоением, использованием и воспроизводством человеком объектов окружающей его природной среды для удовлетворения своих потребностей. Более кратко природопользование можно представить как совокупность воздействий человечества на геосферы (атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу) Земли. В процессе этого взаимодействия человек, используя необходимые ему природные богатства (ресурсы), одновременно оказывает глубокое, часто негативное воздействие на все природные системы различного уровня — от локального до планетарного, что и обусловило возникновение природопользования как науки. В гносеологическом плане природопользование является наукой исследующую особенности и направления оптимизации взаимоотношений общества и окружающей среды. Термин «природопользование» и аналогичное понятие предложены еще в 1958 г. экологом Ю. Н. Куражковским и сразу же были приняты сначала наукой, а затем и практикой. По Куражковскому (1969), природопользование — это комплексная научная дисциплина, исследующая общие принципы рационального (для данного исторического момента) использования природных ресурсов человеческим обществом. Ее задачи сводятся к разработке принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями. По Н.Ф.Реймерсу (1990), природопользование — это совокупность всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциала и мер по его сохранению. Мы рассматриваем природопользование с одной стороны как научное направление, а с другой стороны практическую деятельность человека, связанную с использованием природной среды или воздействиемь на нее. Природопользование как научное направление подразумевает наличие как объекта пользования, так и субъекта, извлекающего пользу из данного объекта. Под объектом понимается природная среда — совокупность естественных или незначительно измененных человеком биотических и абиотических условий, определяющих жизнь и деятельность людей, на которое направлено воздействие человека. Субъектом является общество. По мере усиления антропогенного воздействия естественные ландшафты и экосистемы трансформируются в природно-общественные (антропогенные). В результате формируется новая среда обитания людей, которая как совокупность естественных, природно-антропогенных и техногенных условий, определяющих жизнедеятельность человека, получила название «окружающая среда» (точнее, «окружающая человека среда»). Природная среда является одной из важнейших составляющих этого нового образования. Поэтому именно окружающая среда выступает в настоящее время объектом природопользования как научного направления. Цель природопользования — поиск и разработка путей оптимизации взаимоотношения общества с окружающей средой в конкретных природных и социально-экономических условиях. Они должны способствовать сохранению и воспроизводству благоприятной среды для жизни и деятельности человека, поэтому природопользование тесно связано с проблемой экологической безопасности. Экологически безопасной может считаться такая деятельность человека, которая хотя и приводит к изменениям природного окружения, однако не вызывает в нем коренных структурных и функциональных изменений (т. е. сохраняет способность природных систем к самовосстановлению). Это означает, что экологически безопасная деятельность существенно не меняет показатели, характеризующие состояние геосистем вследствие влияния антропогенных факторов. Задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным использованием природной среды (отдых, охота, сбор ягод, грибов и т.д.) и ее ресурсов (атмосфера, вода, леса и т.п.), либо с изменяющими ее воздействиями. Конечная цель этой разработки сводится к обеспечению единого подхода к природе как к объекту труда (всеобщей основе труда) при ее сохранении. Задачами курса природопользования являются: 1) оценка процессов развития природно-общественных систем, изучение их цикличности воздействии человека на природную среду; 2) оценка воздействии человека на природную среду и оптимизации этого воздействия; 3) изучение научно обоснованного и технологически совершенного использования природных ресурсов; 4) исследование проблем охраны природных комплексов; 5) изучении свойств и функций природных и природно-антропогенных геосистем; 6) управлении процессом природопользования и состоянием используемых геосистем; 7) исследование территориальных аспектов природопользования. Перечисленные вопросы являются основой нашего курса 2. Экологическая кривая С. Кузнеца, его циклы Саймон Кузнец (выходец из Российской Империи, родился в Бресте, скорее всего его имя было Семен Кузнецов) отметил, что воздействие на окружающую среду, ее деградация довольно тесно связаны с достигнутым уровнем экономического благосостояния страны: чем выше последний, тем ниже уровни деградации. Довольно четко разными учеными выявлена закономерность: при росте дохода на душу населения уровень деградации окружающей среды сначала растет, а затем — по мере достижения определенного уровня благосостояния — начинает снижаться. В теории эта кривая получила название экологической кривой Кузнеца (рис.1). Это название базируется на аналогии с гипотезой С. Кузнеца о зависимости между уровнем неравенства доходов и их ростом. По мере экономического роста, начинающегося с низкого уровня развития и доходов в стране, на первый план выходят природоэксплуатирующие сектора, экстенсивное использование природных ресурсов в добывающей промышленности, сельском и лесном хозяйствах и т.д. Все это приводит к дальнейшему истощению природных ресурсов и загрязнению окружающей среды. Однако по мере роста экономики, ее структурно-технологических ресурсосберегающих изменений, распространения экологически чистых технологий, вступления в постиндустриальную стадию развития с приоритетами информационных технологий и сферы услуг экологическое воздействие снижается, см. рис. 1. Этому способствует и повышение уровня благосостояния населения в целом и рост его требований к экологической компоненте качества жизни. Важным аспектом работ С. Кузнеца является исследование экономических циклов, которые играют большую роль в изучении природопользования. Среди наиболее известных циклов; циклы Китчина – циклы колебания спроса и предложения (3-4 года, иногда 1,5-2 года), циклы Жюгляра (7-11 лет) – циклы смены технологий, оборотного сырья и материалов, циклы Кузнеца (15-25 лет), циклы Кондратьева – циклы конъюктуры (длинные волны развития) от 45до 60 лет – смена основных фондов производства Зависимости по типу экологической кривой Кузнеца обнаружены для многих видов загрязняющих веществ (в частности, для S02 и N02), обезлесения и пр. По данной траектории прошли в своем развитии практически все развитые страны: сначала рост деградации и загрязнений, а потом с ростом душевых доходов — их снижение в 80— 90-е гг. Довольно сложно точно определить точку перегиба в кривой Кузнеца — с какого уровня дохода на душу населения начинается улучшение экологической ситуации (точка А на рис. 1). Это зависит от многих факторов: исторически сложившегося уровня благосостояния населения, особенностей экономики, ее технологической структуры, вида загрязнения, его первоначального уровня и пр. Например, исследование, проведенное на основе статистики по 42 странам за 12 лет для SО2, показало, что снижение загрязнения этим веществом в настоящее время начинается с уровня дохода от 10 тыс. долл. до 20 тыс. долл. на душу населения. В Китае доход на душу населения составлял в 2018 г. 8 тыс. долл., в Индии 2 тыс. долл. Китай уже близок к точке перегиба, да уже и сейчас заметны экологические улучшения. Доля угля в топливном балансе снизилась с 72% до 60%. Очевидно, что страны с переходной экономикой, в том числе Индия и развивающиеся страны находятся еще далеко от точки перегиба, и потенциальный экономический рост может сопровождаться значительным увеличением деградации и загрязнения окружающей среды в этих странах и соответственно всей планеты. Поэтому важной экологической задачей для большинства стран является как можно более низкий уровень деградации среды в точке перегиба, с которой начинается улучшение экологической ситуации(на рис. 1 эта траектория обозначена пунктиром). В противном случае биосфера Земли в силу экологических ограничений просто не выдержит такого масштабного перехода от «бедности к богатству» при сложившемся техногенном типе развития. В меньших масштабах это продемонстрировали многие развитые страны, практически лишившиеся своих природных ресурсов, биоразнообразия в процессе экономического развития. В связи с этим распространенный тезис о том, что лучшее средство борьбы с экологической деградацией — рост богатства страны, не всегда очевиден. Следует также отметить, что положению многих развитых стран на нисходящей части экологической кривой Кузнеца и улучшению в них экологической ситуации способствует также значительный импорт продукции и сырья из развивающихся стран и стран с переходной экономикой, требующих для своего производства значительных экологических издержек (нефть, газ, металлы, химическое сырье, древесина и т.д.). На основе статистики стран, стоящих на разных ступенях индустриализации и развития рыночной экономики, Кузнец установил еще одну статистическую зависимость — «кривую Кузнеца», или «закон Кузнеца». Согласно этой зависимости, в эпоху доиндустриального общества (до точки А на представленном рисунке) социальное неравенство нарастает по мере экономического развития. В процессе «капиталистической модернизации» (отрезок от точки А до точки В) неравенство в распределении доходов сначала резко возрастает, но затем (от точки В до точки С) имеет тенденцию снижаться и устанавливается на некотором, практически неизменном, долгосрочном уровне Причем данная закономерность справедлива не только для развитых стран, но и для традиционных обществ, встающих на путь модернизации. Но в последние 25 лет наблюдается обратный процесс, то с ростом доходов наблюдается и рост неравенства. 3. Использование природных ресурсов и концепции природно-общественных циклов. Процессы оптимального использования природно-ресурсного потенциала региона как о комплексной полиструктурной природно-социально-экономической системе невозможны без рационализации связей, возникающие в ходе эксплуатации регионального природно-ресурсного потенциала, что позволяет выделить отдельную функциональную систему «природопользование». В отечественной социально-экономической географии наиболее масштабные исследования, связанные с формированием общих теоретических представлений о цикличности процессов природопользования и их встроенности в другие региональные взаимодействия, зародились в работах Н. Н. Колосовского. Сформулированная им концепция энергопроизводственных циклов (ЭПЦ) надолго определила направление исследований в данной предметной области Все разнообразие производственных процессов Н. Н. Колосовский свел к 8 энергопроизводственным циклам и их совокупностям выделив: 1) пирометаллургический цикл черных металлов; 2) пирометаллургический цикл цветных металлов; 3) нефтеэнергохимический цикл; 4) лесоэнергетический цикл; 5) гидромелиоративный индустриально-аграрный цикл; 6) совокупность циклов обрабатывающей индустрии; 7) совокупность гидроэнергопромышленных циклов; 8) совокупность индустриально-аграрных циклов. Каждый из этих циклов может быть полным (законченным) или неполным (усеченным). Под ЭПЦ понимается устойчивая совокупность взаимосвязанных производств вокруг одного основного производства, главного для этого вида сырья и энергии. При этом каждый цикл развивается на базе того или иного сочетания сырьевых или топливно-энергетических ресурсов и включает весь комплекс процессов - от добычи и обогащения сырья до получения всех видов продукции. Энерго-производственные циклы сосредоточены на компактной территории и способствуют наиболее полному ее освоению. Впоследствии концепция ЭПЦ была заметно расширена и подвергалась различным модификациям. Ю. Г. Саушкин предложил выделять 14 циклов и их совокупностей, А.Т.Хрущев 18 индустриальных циклов. В концепции любого цикла преобладает комплексный подход, в том комплексное природопользование. Разработанная в условиях плановой социалистической экономики концепция энергопроизводственных циклов во многом не смогла найти свое место в современных как теоретических, так и прикладных исследованиях. ЭПЦ имеют функционал максимизации экономического эффекта при минимизации народнохозяйственных затрат. Последнее на практике выражается в беспощадной эксплуатации природных, технических и интеллектуальных ресурсов, истощению потенциала территории, материальному и духовному обнищанию людей, вовлеченных в ЭПЦ. Сложность ЭПЦ как научной категории во многом заключается в многообразии их видов. Уже Н. Н. Колосовский выделял два вида циклов -- конкретные и генерализованные. Признание существования у циклов отраслевых свойств и необходимость конструктивных исследований заставляет нас увеличить количество их видов. В настоящее время нужно различать четыре вида ЭПЦ. Первый вид - реальные (или конкретные) циклы, являющиеся функционально-структурными подсистемами ТПК. Это практически наблюдаемые сочетания, использующиеся для исследования структуры и состава комплексов, служащие основой для всех дальнейших концептуальных построений. Второй вид - генерализованные циклы, образующиеся в результате обобщения структуры реальных ЭПЦ разных экономических районов. Н. Н. Колосовским они предназначались, главным образом, для типологии ТПК. Генерализованные циклы широко используются также в различных описаниях страноведческого характера, при изучении районов, характеристике отклонений состава и структуры конкретных циклов от обобщенной модели и пр. В то же время они уже оторваны от конкретной территориальной основы, выступают как обобщенная модель всех конкретных циклов данного типа и поэтому упрощены. Способ образования генерализованных циклов -- обобщение -- достаточен для формирования представлений о циклах вообще как территориально-отраслевых подсистемах единого народнохозяйственного комплекса страны. Но именно его оказывается недостаточно для более конструктивных, практических исследований, в связи с чем выделяются еще два тесно связанных с ним вида ЭПЦ, способных усилить возможности генерализованных циклов. Третий вид - абстрактные циклы, отличающиеся от генерализованных способом образования. В основе их выделения лежит принцип не обобщения, а объединения состава и структур конкретных ЭПЦ данного типа. Поэтому абстрактный цикл объединяет в одну общую систему все возможные, в соответствии с индивидуальными особенностями районов, варианты технологии, в составе перерабатывающих производств, в связях, возможные для различных конкретных ЭПЦ данного типа, позволяя тем самым создать максимально полную модель ЭПЦ. Абстрактный ЭПЦ позволяет моделировать любые процессы структурно и территориально-производственного характера, оценивать эффективность принимаемых решений и вариантов оптимизации конкретных ЭПЦ экономических районов. Смысл же добавления термина «абстрактный» состоит в том, что абстрактный цикл не относится ни к одному из реальных экономических районов, приобретает новые свойства (максимальной полноты состава, максимального разнообразия связей, технологий и производств), невозможные для конкретного и генерализованного циклов. Воплощая в себе черты компонента народного хозяйства и устойчивой подсистемы любого ТПК, абстрактный ЭПЦ в результате больше всего соответствует понятию «хозяйственная отрасль», выступая как своего рода «цикл СССР». Четвертый вид - идеальные циклы. Смысл их введения состоит в необходимости придать модели предельные свойства, отсутствующие в действительности. В самом деле, использование в качестве модели лишь абстрактных ЭПЦ обрекает ее на хроническое отставание, в частности от научно-технического прогресса, так как все новинки технологии, например, следуя логике его построения, будут включены в общую схему лишь после практической реализации в одном из реальных циклов. В идеальный цикл они могут быть включены еще в фазе разработки, что придаст научно-техническому прогрессу целенаправленный характер. В более широком плане идеальный цикл можно рассматривать как общую концепцию развития отрасли, а совокупность идеальных ЭПЦ - как общую (идеальную) модель развития единого народнохозяйственного комплекса страны на определенный плановый или прогнозный период. В связи с этим важно подчеркнуть, что модели всех идеальных ЭПЦ страны должны разрабатываться совместно, чтобы между ними не образовывалось пустых мест и ничейных производств. Критерием же отнесения того или иного производства к одному из циклов может служить фактор размещения. Абстрактный и идеальный циклы развивают отдельные свойства генерализованных ЭПЦ Н. Н. Колосовского с целью приспособления к выполнению функций организационно-хозяйственных подсистем народного хозяйства страны. Несколько упрощая, можно отметить, что абстрактные циклы приспособлены для текущего, а идеальные -- для перспективного планирования их развития. Общей их чертой является большая полнота состава, чем у любого реального ЭПЦ. Именно она позволяет оптимизировать состав и структуру реальных циклов, вводя в абстрактную (идеальную) модель поправки на конкретные условия природной и социально-экономической среды района их размещения с учетом фактического этапа (фазы) их развития и общей обстановки в отрасли, определяемой местом и характером решаемых задач в едином народнохозяйственном комплексе. Важнейшим условием единства всех видов ЭПЦ является аналогия структуры при различии состава. Все одноименные циклы имеют одну и ту же структуру, понимаемую как способ связи элементов. При этом базовыми при определении состава являются реальные ЭПЦ, как системы, прошедшие практическую апробацию. В целом структура циклов достаточно постоянна, но способна к совершенствованию под влиянием научно-технического прогресса и изменения форм общественной и территориальной организации производительных сил, отражаемых в идеальных ЭПЦ. Вместе с тем, при кардинальной ломке традиционной технологии и переходе на новую технологию, возможна миграция производств и групп производств из цикла в цикл. Если же эти изменения затрагивают основу циклообразования, возможен случай распада одного и формирования на его основе нового, другого или других циклов. Сегодня идея ЭПЦ находит свое применение в современных прикладных исследованиях, например, при создании генеральных планов территорий, при реконструкции энергосистем регионов, при решении задач территориального планирования и проектирования и т.д. Наиболее современная и адаптированная к российским реалиям модификация ЭПЦ предложена М. Д. Шарыгиным (1992), который ввел понятие «региональный ресурсный энерговещественный цикл» (РРЭВЦ). Его сущность заключается в поточно-постадийном превращении исходных природных видов сырья и энергии в границах регионов разного ранга. Совокупность РРЭВЦ в конкретных регионах образует структурные циклические формы, по которым «протекают» поступательные круговороты веществ и энергии в целостных общественных системах, т.е. процессы материального воспроизводства на разных иерархических уровнях. По своему содержанию, строению и функциям РРЭВЦ занимают промежуточное и одновременно интегрирующее положение между энергопроизводственными, ресурсными и географическими циклами. Функционирование РРЭВЦ в пространственно-временных параметрах регионов ведет к формированию больших и малых региональных круговоротов по превращению и перемещению веществ и энергии, что связано с наличием регионов различного территориального ранга [22]. Таким образом, появляется возможность проведения масштабных региональных исследований, связанных с изучением природопользования и связанных с ним отраслей хозяйства. Сегодня использование РРЭВЦ, как одного из инструментов регионального анализа и регионального планирования, открывает возможности не только для текущей оценки полноты использования природно-ресурсного потенциала, отраслевой структуры хозяйства и технологических цепочек производств, но и для целенаправленного развития экономики региона любого таксономического уровня. Так, структура РРЭВЦ (вертикально ориентированные связи, природно-ресурсный потенциал: добыча - обогащение - переработка - обработка и т.д.) предполагает достаточно широкие возможности применения циклов и при оценке потерь вещества и энергии в процессе природопользования. Именно РРЭВЦ позволяют оценить восходящие потоки вещества или энергии при перемещении от стадии к стадии (добыча - обогащение - переработка - обработка). В этом случае становятся очевидными потери ресурсов или полупродуктов на разных стадиях производственного процесса. 4. Ресурсные циклы Комара. В дальнейшем идеи энергопроизводственных циклов были развиты в работе И. В. Комара (1975), предложившего концепцию ресурсных циклов. Под ресурсным циклом автор понимал совокупность превращений и пространственных перемещений определенного вещества или группы веществ, происходящих на всех этапах использования его человеком (включая его выявление, подготовку к эксплуатации, извлечение из природной среды) и протекающих в рамках общественного звена общего круговорота данного вещества или веществ на Земле. Концепция ресурсного цикла предполагает наиболее полное (малоотходное) промышленное производство и вовлечение неизбежно возникающих при этом отходов (после их трансформации) в повторное или многократное использование. (Например, многократное использование заданного объема технической воды на промышленном предприятии). Замкнутый производственный цикл означает стремление к безотходному или малоотходному типу производства, промышленному производству без потерь вторичных материалов и выбросов их в окружающую среду. Полная замкнутость производственных циклов невозможна, из-за потерь энергии в процессе промышленного производства. Потери природных ресурсов происходят в процессе несовершенной технологии добычи, транспортировки сырья к местам переработки, возникновения отходов производства и т.д. В задачи прикладной экологии входит контроль за соблюдением требований замкнутого производственного цикла, предотвращение или уменьшение производственных потерь при переработке сырья из природных ресурсов, трансформация и утилизация отходов, поступающих в окружающую среду. Конечная цель прикладной экологии и инженера-эколога на промышленном производстве заключается в совершенствовании технологии производства и устранении экологических нарушений в состоянии окружающей среды на каждом этапе ресурсного цикла. Одной из главных задач является минимизация потерь материальных ресурсов на каждом этапе ресурсного цикла. Именно эти безвозвратные потери минерально-сырьевых, водных и иных ресурсов приводят к ухудшению экологического качества окружающей среды (рисунок 3). Концепция ресурсных циклов разработана известным географом И.В.Комаром и основана на идее круговорота веществ в природе, когда в ходе естественных преобразований природные элементы переходят из одного состояния в другое, от одного компонента природы к другому, по принципу замкнутого безотходного цикла. С возникновением человечества складывается общественное (хозяйственное) звено круговорота веществ, которое стало взаимодействовать с природным круговоротом, оказывая на него свое влияние. Это влияние состояло в том, что из природного оборота изымалась большая. масса природного вещества, а обратно в него возвращалась масса входов, которые после технической переработки не могли ассимилироваться природой, постепенно все больше и больше загрязняя ее и нарушая природный оборот вещества. Хозяйственное звено круговорота вещества получило название ресурсного цикла, под которым понимается совокупность превращений и пространственных перемещений вещества природы в процессе его освоения, добычи, переработки, потребления и конечного возвращения в природу после использования. Этот цикл имеет незамкнутых характер, т.е. имеет большую массу отходов на всех этапах добычи и использования природного вещества. Выделено шесть основных видов: цикл энергоресурсов и получения энергии; цикл металлических ресурсов и получения металлов; цикл неметаллических минеральных ресурсов и получения химических, строительных, технических материалов; цикл лесных ресурсов и получения продуктов лесного хозяйства и древесных материалов; цикл земельно-климатических ресурсов и получение сельскохозяйственных продуктов и сырья; цикл ресурсов дикой фауны и флоры с получением продукции промыслов (охотничьих, рыбных, собирательства полезных растений). Под стадией ресурсного цикла понимается некоторая его часть, характеризующаяся определёнными количественными и качественными показателями, присущими именно данной стадии. Стадии в целом составляют ресурсный цикл, поэтому некоторые показатели могут быть сквозными, а другие, изменяясь до пороговых, переходить в показатели последующей стадии. В ресурсном цикле выделяют два типа стадий. Природный компонент, двигаясь по ресурсному циклу, неоднократно транспортируется, перерабатывается, складируется и хранится (распределительные стадии) в то время, как его добыча, нахождение в эксплуатации в составе конечной продукции и послеэксплуатационное состояние (в составе отходов) - одноразово (компактные стадии). Таким образом, РЦ можно разбить на 6 отдельных естественных стадий. Кроме того, в зависимости от глубины переработки выделяются стадии: первого порядка - первичная переработка природных компонентов, связанная в основном с добычей (заготовкой); второго порядка - переработка природных компонентов, приводящая к созданию « начального товарного вида» ;третьего порядка - процесс переработки « начального товарного вида» природных компонентов до выпуска конечной, готовой продукции. Каждая стадия ресурсного цикла характеризуется показателями, основные их которых: длительность стадии - время нахождения природных компонентов в стадии (время пребывания в распределительных и компактных стадиях); коэффициент потерь природных компонентов; коэффициент отходов, включает: коэффициент отходов класса потерь и коэффициент отходов класса вторичного сырья; сопутствующие потери (земельные, энергетические, водные), связанные с перевозкой и содержанием отходов; экологический ущерб от отходов и потерь природных компонентов . I фаза -- добыча всего топлива (Т), в том числе угля (У), нефти (Н), газа (Г), разного топлива и попутное извлечение породы (П) из шахт (III) и карьеров (К); II фаза -- получение обогащенного топлива (ОТ) и отходов >гащения (X); III фаза А -- использование веществ природы в процессе расходования (сжигания) топлива: обогащенное топливо (ОТ), атмосферный воздух (А), включая кислород (К) и воду (В); III фаза Б -- трансформированные вещества и энергия: дымовые газы (ДГ), в том числе двуокись углерода (СО2) и прочие выбросы (ПВ), воды и топливные шлаки (ТШ), частично загрязненная вода (В) с учетом потерь от испарения, инфильтрации и т. п., энергия (Э), включая отводимое с водой и дымовыми I ,пами тепло; IV фаза -- полезное использование вещества и энергии на (днях транспортировки энергии, ее потребления, переработки отходов и т. п. (в % от вещества и энергии, участвующих в цикле); V фаза -- непосредственное возвращение в окружающую среду веществ и энергии, 1 учета используемой их части и доли, вовлекаемой из среды в повторный цикл после естественного или искусственного очищения (в % от вещества и энергии, участвующих в цикле), размеры кружков пропорциональны доле веществ, участвующих в цикле. Одна из особенностей ресурсных циклов заключается в том, что они различаются по продолжительности. Часть из их относится к кратковременным, например, обеспечивающим непосредственное биологическое функционирование человека. Другие циклы носят характер долговременных, создающих предметы длительного пользования, удерживаемые длительное время в равновесном состоянии, например, в виде орудий труда, капитальных зданий и т. п. И. В. Комар разработал также региональную структуру ресурсных циклов, подразделив крупные районы страны на пять типологических групп. Первая из них включила высоко индустриализированные районы с наиболее развитыми средними и особенно конечными стадиями ведущих ресурсных циклов и подциклов (например -- Центральный). Вторая группа объединила районы, также обладающие высокоразвитой промышленностью, но отличающиеся большей полнотой стадий ведущих ресурсных циклов, в особенности их начальных стадий, и преобладающим значением циклов, основывающихся на использовании ресурсов земных недр (например, Уральский). Третья группа объединила промышленно-аграрные районы с повышенной ролью цикла земельно-климатических ресурсов полного профиля при одновременном значительном развитии ряда других циклов и отдельных их стадий на базе минерального сырья и топлива (например, Северо-Кавказский). В четвертую группу были включены промышленно-аграрные и аграрно-промышленные районы с еще большим значением развитого цикла почвенно-климатических ресурсов и одновременным наличием других циклов и подциклов преимущественно неполного профиля (например, Среднеазиатский). Наконец, к пятой группе были отнесены малообжитые северные территории страны с распространенными на них преимущественно начальными и средними стадиями циклов, базирующихся на ресурсах биосферы. На теоретических разработках концепции ресурсных циклов базируется и предложенное Я. Г. Машбицем представление о ресурсно-экспортных циклах в развивающихся странахы. По его мнению, в этих странах сложились или находятся в стадии становления следующие шесть РЭЦ: нефтепромышленный, горнометаллургический, горнохимический, земельно-климатический, лесопромышленный и рыбопромышленный. Классическим инструментом изучения воспроизводственных процессов природопользования являются географические циклы Ю. Г. Саушкина. 5. Рациональное природопользование Учет особенностей ресурсных циклов является одним из залогов рационального природопользования. Рациональное природопользование - это планомерное, научно обоснованное преобразование окружающей среды по мере совершенствования материального производства на основе комплексного использования невозобновляемых ресурсов в цикле «производство - потребление - вторичные ресурсы» при условии сохранения и воспроизводства возобновляемых природных ресурсов. Рациональное природопользование должно отвечать следующим требованиям:1. Рациональное природопользование рассматривается как неотъемлемый, необходимый, обязательный элемент в общественном развитии. 2. Рациональное природопользование должно осуществляться теми же темпами и средствами, что и так называемое "основное производство", с помощью достижений НТП. 3. Рациональное природопользование должно основываться на понимании непрерывности этого процесса во времени и пространстве, с учетом взаимосвязи, взаимообусловленности отдельных компонентов, элементов природного комплекса, отдельных природных ресурсов, отдельных свойств и качеств. 4. Рациональное природопользование предполагает учет разделения труда (территориальное, общественное, международное, объединение усилий, согласованность, сотрудничество). 5. Рациональное природопользование предполагает системность во времени и пространстве учета, контроля, наблюдения за динамикой количественных и качественных характеристик, показателей балансов ресурсов. 6. Рациональное природопользование предполагает заинтересованность и обязательную ответственность (материальную, моральную, административную, уголовную) за выполнение законодательной основы природопользования на всех уровнях управления (регион, республика, государство, международные соглашения). В целом рациональное природопользование должно осуществляться человеком так, чтобы в первую очередь была «польза» природе и далее себе, как элементу природы. В качестве показателей рационального природопользования могут выступать: - Экологическая устойчивость биосферы. - Здоровье человека, включая физическое, психологическое и нравственное. - Экономное использование природных ресурсов. - Восполнение израсходованных природных ресурсов. - Преимущественное использование возобновляемых природных ресурсов. - Повторное использование отработанных ресурсов и ряд других показателей. Последние четыре показателя относятся к важному в природопользовании понятию «экологизация производства». Под экологизацией производства понимается максимально возможное уподобление производственных процессов в целом и ресурсных циклов в частности природным круговоротам веществ в биосфере, либо это любые мероприятия, снижающие опасность производства для природы и человека. В основе экологизации производства лежит ресурсосбережение, основанное на передовых технологиях переработки природных ресурсов, и их движение от первичного состояния к потребителю в виде готовой продукции и дальнейшее использование в последующих циклах. Пути ресурсосбережения показывают, что в основу рационального использования природных ресурсов должно быть положено максимальное сбережение ресурсов на всех стадиях производства и использования. В настоящее время выделяют следующие направления и пути ресурсосбережения: Внедрение ресурсосберегающих технологий, «Безотходные» и малоотходные технологии. Использование новой техники. Повышение выхода продукции. Снижение ресурсоемкости. Удлинение срока службы продукции. Взаимозаменяемость природных ресурсов. Материалы-заменители Материалы экономичные Нетрадиционные источники энергии Малоотходная технология - это промежуточная ступень перед созданием безотходной технологии, подразумевающая приближение технологического процесса к замкнутому циклу. При малоотходной технологии вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными органами. Часть сырья всѐ же превращается в отходы и подвергается длительному хранению или захоронению. Безотходная технология - это технология, подразумевающая наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды. В целях защиты окружающей среды работа промышленных предприятий должна быть организована таким образом, чтобы образующиеся отходы превращались в новые продукты. Сейчас в России в основном предприятия работают по формуле: Продукты – отходы. Процесс приближения производства к безотходной технологии следует характеризовать отношением количества полезно используемых сырья и энергии, к общим расходам сырья и энергии. Процессы внедрения малоотходных и безотходных производств направлены на создание следующих схем и режимов производства: - комплексных схем, позволяющих максимально использовать все ингредиенты сырья и обеспечивающих соблюдение ПДК вредных веществ в отходящих потоках. - схем с полных кругооборотом воды, позволяющих резко сократить потребность предприятий в свежей воде. - энерготехнологических схем с утилизацией тепла реакций, в результате чего некоторые производства превращаются из энергопотребляющих в энергопроизводящие. - технологических режимов, обеспечивающих выпуск продукции высокого качества, которую можно использовать более эффективно и более длительный срок. Осуществление указанных мер позволит снизить в промышленности общий расход сырья и энергии. Применение малоотходных и безотходных технологий позволит не только решить проблему окружающей среды, но и одновременно обеспечит экономическую эффективность производства. Однако необходимо учитывать, что чисто безотходных технологий, по-видимому, быть не может. На практике имеют в виду прежде всего малоотходные технологии, с внедрением которых полнота использования природных ресурсов, первично взятых у природы, высока, что приводит к снижению природоѐмкости. Контрольные вопросы и задания 1. Раскройте цель, задачи, структуру курса. 2. Что характеризует экологическая кривая С. Кузнеца? 3. На каком месте (до точки А перегиба или после ее, и насколько далеко) находится Россия? 4) Охарактеризуете своими словами основные циклы развития хозяйства. 5. Как природно-общественных циклы могут оптимизировать природопользование? 6. Дайте определение ЭПЦ. 7. Что такой абстрактный, идеальный и конкретный цикл? 8. Раскройте смысл концепции ресурсных циклов Комара. 9. Сравните структуру ресурсных циклов и ЭПЦ (по стадиям, фазам и звеньям) 10. Что такое рациональное природопользование?