Методика оценки эколого-экономического риска при воздействии эрозии на геосистемы | Вестн. Том. гос. ун-та. 2007. № 301.

Методика оценки эколого-экономического риска при воздействии эрозии на геосистемы

Представлено обоснование функции риска существования экосистем при воздействии на них эрозии различной разрушительной силы и установлены соотношения между экономической, экологической и информационной составляющими в полной стоимости общественного богатства с учетом степени безопасности геоэкосистем.

Technique of the estimation of ecologo-economic risk at influence erosion on geosistems .pdf В настоящее время нет методик вероятностных расчетов по оценке многих видов экологического риска. Основное внимание уделяется оценке риска ухудшения здоровья людей по причинам экологического характера. Что же касается оценки риска дегармонизации тех или иных естественных процессов, сдвигов экологических равновесий в конкретных экосистемах, то здесь предстоит еще большая работа по поиску подходов к решению проблемы и созданию методического аппарата. Поставлена задача разработать методы расчета, позволяющие определить потенциальные потери в зависимости от социально-демографического состояния в регионе, пространственно-временного масштаба и разрушительной силы природных явлений, качества окружающей среды и значимости экологических объектов.Концептуальным положением комплексного подхода является отказ от механического суммирования состояния отдельных сред, выраженного в баллах, и оценка состояния геоэкосистемы в целом. В этом случае учитывают функциональное единство природных компонентов и социально-экономической сферы, т.е. общая оценка формируется из оценок состояния биотических и абиотических факторов. Состояние геоэкосистемы оценивают по ограниченному числу критериев, что позволяет получить достаточно надежную информацию. При комплексном подходе не только удается избежать субъективизма, присущего балльным оценкам, но и представляется возможным раскрыть причину, обусловливающую состояние геоэкосистемы, что является основой для разработки конкретных технико-биологических средств борьбы с загрязнением и природоохранных стабилизирующих рекомендаций.Под объектом риска понимается сложная система, осуществляющая определенную деятельность, в результате которой ей угрожают определенные опасности, способные либо дезорганизовать деятельность, либо нанести ущерб самой системе или ее структурным составляющим. Структурно риск можно описать с помощью следующих характеристик: опасность, подверженность риску, уязвимость (чувствительность к риску) и степень взаимодействия рисков [1].Опасность - потенциальная угроза возникновения ущерба или другой формы реализации риска, обусловленная спецификой объекта, особенностями рисковой ситуации и природой указанного ущерба. Данная характеристика отражает взаимодействие двух основных элементов:- носителя риска, т.е. объекта или субъекта, по отношению к которому этот риск оценивается (в нашем случае объект - верхний слой литосферы, субъект - живые организмы, связанные с подстилающей поверхностью);- окружающей среды, в которой обитает носитель риска и которая может провоцировать реализацию риска.В рискологии человека под опасностью понимают явления, процессы, объекты, которые способны в определённых условиях наносить ущерб здоровью человека непосредственно или косвенно [1. С. 88]. Опасность, а следовательно, и риск их существования, хранят все системы, которые имеют энергию, химически или биологически активные компоненты, а также характеристики, которые не соответствуют условиям жизнедеятельности человека.Подверженность риску представляет собой характеристику ситуации, чреватой возникновением ущерба или другой формы реализации риска. Количественной мерой может являться площадь эрозионно-опасной территории или число объектов (субъектов), которым может быть нанесен ущерб при реализации рассматриваемого риска.Уязвимость выражает степень, или интенсивность, с которой может возникнуть ущерб различного размера в отношении рассматриваемого объекта, т.е. реализоваться соответствующая опасность. Уязвимость часто пропорциональна времени наблюдения объекта, подверженного риску.Взаимодействие с другими рисками оказывает на отдельный риск существенное влияние. Содержание опасности эрозии обусловливает возможность реализации других рисков, например риска пожара или выброса вредных веществ от разрушения зданий, сооружений, линий электропередач и трубопроводов. Они могут реализовываться одновременно.Под экологическим риском следует понимать количественную меру опасности возникновения негативных изменений в природной среде и ухудшения здоровья людей, а точнее, вероятность деградации окружающей среды или перехода ее в неустойчивое состояние в результате текущей и планируемой хозяйственной деятельности; возможность потери контроля за происходящими экологическими событиями [2. С. 250]. Измерять экологический риск можно в вероятностных величинах или в виде математического ожидания ущерба. В общем виде экологический риск Rec является статистической оценочной категорией, представляющей собой векторную многокомпонентную величину:Rec ={S, PS, Y},где S - описание сценариев риска; Ps - вероятность реализации риска; Y - ущерб (потери).Кроме экологического риска, связанного с техногенными авариями и катастрофами, объективно существует потенциальная опасность возникновения естественным путем критических состояний природной среды, при205которых могут происходить структурные изменения в экосистемах в случае резких изменений климатических, погодных и иных условий, истощения озонного слоя, проявления парникового эффекта и др. Мерой этой потенциальной опасности также является экологический риск. Такого рода экологический риск должен рассматриваться в комплексе с риском возникновения опасных природных явлений, что входит в круг анализируемых нами вопросов. Так, выпадение ливней в горах вызывает поверхностный сток воды (гидрометеорологические факторы), при взаимодействии с которыми верхний слой почвогрунтов подвержен эрозионному процессу (смыву), формированию селевого потока (геологический фактор) значительной разрушительной силы и нарушению нормальных условий функционирования природных территориальных комплексов и природно-хозяйственных (экономических) систем.В результате воздействия водной эрозии в заданном районе величина эколого-экономического риска определяется по выражениюn ()i∑ P P0 P(q/γ) P(IS) Yi ,где P - вероятность выпадения атмосферных осадков, формирующих поверхностный сток воды (расход воды с вероятностью превышения менее 10%) и эрозию; P0 -вероятность неблагоприятных метеорологических условий (дожди несколько дней подряд), способствующих возникновению опасного природного явления; P(q/y) - условная вероятность сложившейся ситуации для экологических объектов (q) с учетом качества окружающей среды (у); P(IS) - вероятность потенциальных потерь в зависимости от социальных условий, масштаба воздействия и разрушительной силы эрозионных процессов в районе; Y, - потери (ущерб) в стоимостном выражении в зависимости от степени воздействия эрозии на экологические объекты.Потенциальную опасность эрозии почв под воздействием дождей A (годовые почвенные потери, т/га) выражают по формуле [3]:A = R K L S·C P,где R - фактор эродирующей способности дождей; K -фактор податливости почв к эрозии, т/га; L - фактор длины склона; S - фактор крутизны склона; C - фактор растительности; P - фактор эффективности противо-эрозионных мероприятий.Количественными характеристиками дождя являются слой, продолжительность и интенсивность осадков, которые являются случайными величинами во времени и пространстве. Фактор эродирующей способности дождей (R) предполагает выявление корреляционной связи с количеством эродированной почвы или построение кривых распределения вероятностей для объема смыва грунта (расхода селевых потоков). В табл. 1 приведены значения вероятности возникновения события с определенной интенсивностью дождя, способной вызвать процесс водной эрозии на юго-востоке Казахстана. Обложные осадки (ОД), как правило, не формируют поверхностного стока воды и поэтому эрозионные процессы при таких условиях относятся к очень редким событиям. Для равнинных территорий с малым количеством осадков такие события наиболее характерны (маловероятны). В горах интенсивность процесса выпадения осадков (ЛД) значительно возрастает, достигая максимальных величин в низкогорном и среднегорном поясе. Промежуточное положение занимают характеристики дождей (ДС), которые характерны для предгорной зоны.Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ), когда осадки выпадают в течение продолжительного интервала времени (двое суток подряд), -событие довольно редкое (Р0), но именно такие случаи можно отнести к эрозионно-опасным. Для равнинной территории величина Р0 = 0,3, для межгорных долин и предгорий Р0 = 0,35, а в горах Р0 = 0,5. Вероятность наступления двух независимых событий одновременно (по количеству выпавших осадков сегодня и завтра) является произведением вероятностей каждого из этих событий, т.е. Р1 = Р·Р0. Так, характеристики ливневого дождя с вероятностью 0,0693 (7 баллов) при НМУ на предгорной территории (Р0 = 0,35) можно ожидать с величиной 0,0243, а в горах (Р0 = 0,5) - 0,0346.Распределение показателей факторов эрозии различной разрушительной силы, вызванных дождямиТ а б л и ц а 1Шкала (балл)Объем смытых почвогрунтов W, м3Среднее число эрозионных явлений за 100 летВероятность, РЛивневой дождь (ЛД)Обложной дождь (ОД)Дождь и снеготаяние (ДС)1< 0,5210,69300,00200,158020,5-1,0830,68610,00200,156431-51040,65840,00190,150145-1018310,62370,00180,14225101 - 1026230,34650,00100,07906102-1032080,13860,00040,03167103-1041660,06930,00020,01588104-105210,0139-0,00329105-106170,0069-0,001610> 10640,0014-0,0003Рассматривая процессы водной эрозии и селеобра-зования, сделана попытка обоснования измерения масштабов (степени) разрушения различных объектов (ландшафтов, хозяйственной деятельности), подверг-шихся воздействию эрозионных процессов. Смыв почвы и воздействие селевых явлений могут считаться одинаковыми по масштабу разрушений, если приведут к одинаковым по степени потерь последствиям в одном206и том же по подготовленности бассейне (участке). В зависимости от интенсивности эрозии почвы (т/га) принята шкала (5 классов): до 0,5; 0,5-1,0; 1-5; 5-10; 10-50 и более. Допустимая норма эрозии почв под воздействием дождей - это максимальное количество смытой почвы с гектара, которое не превышает темп почвообразовательного процесса [3]. М.Н. Заславский считает, что допустимый смыв почв должен быть минимальным и не превышать 0,2-0,5 т/га.Коэффициент поражения Е*, который зависит от характера и силы воздействия опасного явления природы (эрозии и селевых потоков) на объекты, можно представить в виде lgE* = 8Jc при определении индекса приведенных потерь IS [4. С. 123].Для того чтобы оценить степень вреда, наносимого природе, необходимо определить вес объектов по признаку значимости их для хозяйственной деятельности человека. В соответствии с экологической концепцией В.И. Вернадского и С.С. Шварца используется определенная логика ранжирования экологических объектов [5]. С позиций ответственности общества за охрану окружающей среды различают ближайшие и более удаленные взаимодействия человека с различными биологическими объектами, что позволяет развить идею ранжирования и нормирования (присвоение весов объектам) экологических объектов, определить степень воздействия на них опасных природных явлений и техногенных факторов, характеризующих среду обитания.Уровень организации экологической системы, не внося в это определение никаких представлений о степени сложности строения объектов или взаимодействий, можно характеризовать следующим образом (при десятибалльной оценке): наличие всех экологических объектов (приоритетное положение) характеризует устойчивую ситуацию в биосфере (к рисковой ситуации не относится, т.к. вероятностная определенность равна единице), присутствие одного объекта из десяти - крайне не устойчивое в экологическом отношении событие (измеряемая неопределенность соответствует 0,1).Набор экологических объектов (каждый со своим весом по хозяйственной значимости) и их сочетание зависят от многих условий, включая состояние среды обитания (табл. 2).Воздействие внешних факторов на среду обитания часто бывает безвредным, поэтому потенциального ущерба (убытка) наверняка не возникает (риска нет, т.к. нарушения компенсируются способностью экологических объектов к восстановлению). Объективное понимание риска должно подразумевать наличие неопределенной возможности неблагоприятного исхода для экологического объекта, подверженного риску. Иными словами, неопределенность является объективной характеристикой соответствующей ситуации.Предельно антропогенная среда обитания (E), занимая пятую позицию в классификации (табл. 2), имеет неопределенность, равную 0,2 при равновероятном распределении возможных ситуаций. Реакция людей на такие ситуации и их субъективное отношение к неопределенности являются следствием проявления риска, а не его компонентом. Так, воздействие безвредной среды обитания (А) на человека характеризуется весовым коэффициентом, равным 0,0804, тогда как другие по иерархии экологические объекты имеют меньшую значимость. При условии сильного антропогенного воздействия (Е) качество среды обитания ухудшается и возрастает значимость экологических объектов в 5 раз. Набор сочетаний экологических объектов с различным качеством среды обитания носит случайных характер P(q, γ) как во времени, так и в пространстве. Этот показатель представляет собой характеристику ситуации, чреватой возникновением ущерба или другой формы реализации риска (подверженность риску), и учитывается в формуле (1).Соотношение между показателями жизненного цикла экологических объектов и средней разрушительной силы эрозии по шкале воздействия представлено на рис. 1.Т а б л и ц а 2 Вероятность совместного события, связанного с экологическими объектами, при различном качестве окружающей средыРанжированные экологические объекты qСостояние окружающей среды γABCDE10,08040,16080,24110,32150,401920,04020,08040,12060,16080,200930,03010,06030,09040,12060,150740,02010,04020,06030,08040,100550,01260,02510,03770,05020,062860,00750,01510,02260,03010,037770,00440,00880,01320,01760,022080,00250,00500,00750,01000,012690,00140,00280,00420,00560,0071100,00080,00160,00240,00310,0039Примечание. А - безвредное; B - нормальное; C - обнаруживаются случаи обратимых морфофизиологических нарушений, не связанных с изменением генетической структуры популяции; D - обнаруживаются случаи необратимых морфофизиологических нарушений с изменением генетической структуры популяции; E - предельно антропогенное.20710 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0034 5 6 шкала баллов10Рис. 1. Оптимизация значимости объектов экосистемы при воздействии эрозии по экономическому критерию.1 - функция разрушительной силы эрозии (РСЭ); 2 и 3 - функции значимости экологических объектовдля состояния окружающей среды: безопасного (2) и предельно антропогенного (3);4 и 5 - функции взаимодействия РСЭ и качества окружающей средыВеличина ущерба от водной эрозии почв может быть определена по формуле [6. С. 162]:УВП Э ≈ ∑VП i(ГЦ1 + АЦ2 + КЦ3 + ФЦ4)i + ∑VП iЗПР + ∑VЗ iСу i,объем снесенной почвы с 1 га, т; Г, А, К,Ф - соответственно количество гумуса, азота, калия и фосфора в 1 т почвы, т; Ц - цена на органические и минеральные удобрения с наценкой и транспортными расходами, долл./т; ЗПР - фактические затраты на перевозку и разравнивание 1 т почвогрунта при проведенииnземлевания, долл./т; ∑VЗi - объем снесенной почвы вi=1водоемы, м3; Су - себестоимость уборки 1 м3 грунта из водоема (реки), долл.На примере бассейна реки Малая Алматинка показано изменение запасов гумуса и валового азота в почвах с учетом распространения эрозии во всем диапазоне высотной ландшафтной поясности [7]. Почвенно-расти-тельный покров бассейна подвергается сильной деструкции под влиянием процессов эрозии. В альпийском и субальпийском поясах на горно-луговых почвах широкое развитие получили струйчатый смыв и пастбищная дигрессия, а также криогенно-солифлюкционная деформация почвогрунтов. Смытые почвы занимают площадь 335 га (7,4% в пределах зоны). В этой зоне за счет эрозии потери гумуса и валового азота в почвах составили 17,7 тыс. т, или 24% от общего смытого их количества в бассейне реки Малая Алматинка [8. С. 263]. По нашим оценкам, нанесенный ущерб превышает 215 тыс. долл. (по ценам 2005 г.), или почти 40% от потенциала запаса питательных веществ для несмытых почв. При расчете учитывались цены на органические (гумус) и минеральные удобрения (азот) с наценкой, включая транспортные расходы, соответственно, 11 и 47 долл./т.В поясах горно-лесных темно-серых почв и горных черноземов главной причиной проявления процессовэрозии является интенсивное освоение и неумеренный выпас скота [7]. Здесь фактический ущерб для смытых почв выражается в 40,5 тыс. т гумуса и азота, или в стоимостном выражении 560 тыс. долл. (39% от всей ценности элементов в почве). На активно используемых горно-степных почвах утрачено почти 45% гумуса и общего азота, что выражается в виде ущерба, оцениваемого в 198 тыс. долл. [8]. Установлена связь между объемом смытой почвы (lgW) и прямым ущербом (lgY) за счет снижения плодородия экосистем. Линейная зависимость между величинами объема смытого грунта, включая биогенные элементы (lgW), и затратами на восстановление плодородия (lgY) имеет видlgY = 1,037 lgW + 2,93 при R2 = 0,994,где Y - суммарные затраты (долл.) на получение и использование такого количества элементов для восстановления плодородия почв на конкретной площади, которое утрачено за счет эрозии (W, м3).Простейшая оптимизационная постановка задачи в теории безопасности и риска может рассматриваться как вероятностная модификация обычного критерия наименьшей стоимости [9. С. 102]:C0 (a) + R(a) Y(a) - min, R(a) > R*, a e A,где C0(a) - начальная стоимость объекта (величина капитальных вложений) и расходы, связанные с эксплуатацией объекта; R(a) - значение риска нарушения системы; Y(a) - ущерб, связанный с аварией.Составляющие стоимости жизненного цикла объекта I(r) зависят от логарифмического показателя безопасной работы системы (r = -lgR):I(r) = C(r) + Y(r).Определена взаимосвязь показателей lgY (сумма прямых и косвенных затрат, обеспечивающая безопасную эксплуатацию объекта при благоприятных условиях) и r (безопасность геоэкосистемы) [4. С. 124]. Для Алматинской области (рис. 2) фактическая экономическая ценность объектов при воздействии эрозии208(сплошная линия - 3) значительно ниже, чем аналогичная с учетом экологического фактора при нормальных условиях (линия - 5) и в предельно антропогенной среде (линия с двумя точками - 6). Фактическая стоимость геосистемы соответствует степени ее деградации, которая близка при условии сильной разрушительной силы ОЯП (пунктир - 4). В настоящее время общество готово платить компенсацию (линия из точек - 2) для поддержания безопасного состояния геоэкосистем (экологическая норма риска в зоне a-b), но этой платы (в среднем 385 долл. относительно минимального расчетного показателя) достаточно с учетом экологического фактора лишь при уровне безопасности системы более 0,999995 (риск менее 5·10-6). Затраты на поддержание устойчивости геоэкосистем возрастают с увеличением риска (зоны риска b-c и кризиса c-d), достигая предельной стоимости природного капитала (прерывистая линия с точкой - 1).Стоимостная оценка экосистем - это сумма полезно-стей экосистем или ландшафтов в денежном выражении (цена или стоимость экосистем). В современном виде закон сохранения стоимости формулируется следующим образом: действительная стоимость есть взятое из природы и обработанное человеческим трудом вещество и энергия; труд не производит действительной стоимости, как не производит ни вещества, ни энергии, а лишь преобразует ее - переводит из разряда потенциальной в реальную [10. С. 107]. Конкретному количеству Mi данного i-го вида субстанции, исчисленному в физических единицах массы или энергии, всегда соответствует определенная величина его общественной полезности (действительная стоимость), выраженная в человеко-днях, в зависимости от того, на какое время и какому числу людей данная субстанция, находясь в составе конечного продукта, обеспечивает необходимую пищу, жилье, тепло, свет, душевный и телесный комфорт.Потенциальная стоимость постепенно переходит в реальную - пригодную к потреблению, и в ту, за которую платят деньги.Потребительная стоимость - служит ведущим фактором, определяющим меновую стоимость (цену) продукта за счет его полезности и редкости. Для того чтобы в заданной общественной системе при фиксированных значениях kt (размеры этих коэффициентов прямо пропорциональны уровню знаний и технологий, которыми располагает общество [10. С. 113]), происходило накопление полной стоимости общественного богатства E", необходим приток природной субстанции d(M-Qj) в систему и поток информации dkt :dΕ" = dYjki (Mi - Qi) = Ј(Mi - Qi )dki + Yjkid(Mi - Q).Закон сохранения стоимости продукта природы (сырого продукта) позволяет установить соотношение меновой стоимости (цены) получаемых от земли богатств и их полной (или действительной) стоимости вещей. Стоимость D, или цена товара, всегда представляет собой разность его полной стоимости E (рис. 2, линия 1) в денежном выражении и ценовых затрат dz, необходимых для превращения данного товара в конечный продукт (рис. 2, линия 3), скорректированная на коэффициент q, зависящий от редкости (информационной стоимости) товара. Стоимость (цена) товара в благоприятных и антропогенных условиях (рис. 3, линии 6, 7) обычно не может быть меньше его трудовой стоимости (линия 1) и в то же время не должна превышать сумму этой стоимости (линии 2, 3) и совокупного чистого продукта, а для конечного товара не должна превышать полной стоимости. Хотя для определенного набора особо монопольных продуктов, обладающих наибольшей редкостью (информационной стоимостью), цена этих продуктов будет превосходить сумму трудовой стоимости и чистого продукта, а если речь идет о конечных продуктах - превосходить их полную стоимость.12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0*^*-ч,,Чч>" V . * *"* .Xi- ч^ ^.Ч 'О *d c "ч .. b a>Ч/1^>ч.Г - 1

Ключевые слова

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Таланов Евгений Александровичм Казахский национальный университет им. Аль-Фарабим кандидат географических наук, доцент, заведующий кафедрой геоэкологии и мониторинга природной средым polse@kazsu.kzм
Всего: 1

Ссылки

Буянов В.П., Кирсанов К.А., Михайлов Л.М. Рискология (управление рисками). М.: Экзамен, 2003. 384 с.
Снакин В.В. Экология и охрана природы: Словарь-справочник. М.:Academia, 2000. 384 с.
ГОСТ 17.4.4.03-86. Охрана природы. Почвы. Метод определения потенциальной опасности эрозии под воздействием дождей. М.: Изд-во стандартов, 1987. 7 с.
Таланов Е.А. Методика оценки и картографирование эколого-экономического риска на территории, подверженной водной эрозии и селям // Вестн. КазНУ. Сер. Географическая. 2007. № 1 (24). С. 53-61.
Гмошинский В.Г. Инженерная экология. М.: Знание, 1977. 64 с.
Нестеров П.М., Нестеров А.П. Экономика природопользования и рынок. М.: Закон и право, 1997. 413 с.
Алимбаев А.К., Джанпеисов Р., Науменко А.А. Эрозия почв Заилийского Алатау (на примере бассейна р. Малая Алматинка). Алматы: Казак университетi, 1998. 115 с.
Таланов Е.А. Эколого-экономическое обоснование шкалы разрушительной силы эрозионных процессов // География Казахстана: содержание, проблемы, перспективы: Матер. Междунар. науч.-практ. конф. 20-22 апреля 2006 г. Алматы, 2006. С. 258-265.
Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: Анализ и оценка. М.: Академкнига, 2005. 118 с.
Никольский А.Ф. Географическая модель общественного воспроизводства и закон сохранения стоимости // География и природные ресурсы. 2003. № 1. С. 107-116.
Ландшафтное и биологическое разнообразие Республики Казахстан // Информационно-аналитический обзор Программы Развития ООН / Под ред. канд. биол. наук И. Мирхашимова. Алматы: OST-XXI век, 2005. 242 с.
 Методика оценки эколого-экономического риска при воздействии эрозии на геосистемы             | Вестн. Том. гос. ун-та. 2007. № 301.

Методика оценки эколого-экономического риска при воздействии эрозии на геосистемы | Вестн. Том. гос. ун-та. 2007. № 301.

Полнотекстовая версия