Граф взаємодії природних ресурсів планети

Постановка проблеми. Існує декілька визначень поняття ресурсу навколишнього середовища: 1) будь-які джерела і передумови отримання необхідних людині матеріальних і духовних цінностей, які можна реалізувати при існуючих технологіях і соціально-економічних відносинах; 2) частина природних умов існування людства та найважливіші компоненти навколишнього середовища, що використовуються в процесі виробництва з метою задоволення матеріальних і культурних потреб суспільства; 3) природні тіла, явища і процеси, які людина використовує в своїй діяльності; 4) запаси засобів та фондів виробництва; 5) засіб, до якого звертаються при необхідності використання у господарській діяльності. Отже, поняття ресурсів також не має чіткого визначення, але наведені приклади об’єднує те, що ця категорія розглядається як соціально-економічна, оскільки стосується використання джерел, тіл, явищ і засобів у господарській діяльності людини. З другого боку, ця категорія історична, оскільки її прагматичне визначення змінюється з технічним прогресом. Був час, коли людина не використовувала метал, кам’яне вугілля, електроенергію, атомну енергію тощо. Останнім часом у зв’язку з погіршенням екологічної ситуації до ресурсів відносять чисту воду, чисте повітря, особливості ландшафту та інші компоненти якості навколишнього середовища. Ресурсами вважають такі фактори навколишнього середовища, які людина використовує в господарській діяльності, а інші розглядають як умови. Але чіткої межі між визначеннями понять “ресурси” й “умови” навколишнього середовища не існує, через певні об’єктивні обставини вони можуть переходити одне в одного. Вважається, що коли людина відчуває дефіцит чого-небудь і її зусилля спрямовані на ліквідацію цього дефіциту, то умови життя можуть переходити до ресурсів і навпаки.
Будь-яка неоднозначність визначення тих чи інших понять не дозволяє суворо математично їх формалізувати, визначити кількісні характеристики потоків ресурсів планети, прогнозувати сучасний стан навколишнього середовища та його ресурсів, які використовуються у господарській діяльності людства.
Аналіз останніх досліджень та публікацій. Визначення поняття ресурсів навколишнього середовища та питання міграції елементів у природі значною мірою розглянуті в наукових працях Дедю І.І., Реймерса М.Ф., Руснака П.П., Черевко Г.В., Яцківа М.І. та ін. Однак кількісна характеристика міграції речовинно-, енергетично-, інформаційні потоків у біосфері та міграція речовин залишається недостатньо дослідженою.
Метою дослідження є визначення кількісних та якісних характеристик речовинно-, енергетично-, інформаційних потоків у біосфері та побудова узагальненої екологічної піраміди (графа) взаємодії природних ресурсів планети.
Об’єкти та методика досліджень. Об’єктом дослідження є процес визначення речовинно-, енергетично-, інформаційних потоків у біосфері. Для теоретичного обґрунтування міграції елементів у біосфері було використано абстрактно-логічний метод дослідження, а саме прийоми аналізу і синтезу. Для оцінки сучасного стану міграції речовин у біосфері було використано метод групування.
Основні результати дослідження. Поняття ресурсів тісно пов’язане з поняттям якості життя людини, її екологією. Якщо виходити з того, що людина є частиною природи, екологічні ресурси слід розглядати як сукупність середовищеутворювальних компонентів, які забезпечують екологічну рівновагу всієї біосфери. У такому розумінні екоресурси включають всі біологічні ресурси – джерела і передумови отримання необхідних людям матеріальних і духовних благ, закладених в об’єктах живої природи (промислові об’єкти, культурні рослини, домашні тварини, мікроорганізми тощо). Фактично біологічні ресурси – це всі живі середовищеутворювальні компоненти біосфери (продуценти, консументи і редуценти) із закладеним у них генетичним матеріалом. [1, с. 162].
На рис. показано сучасне уявлення взаємодії природних ресурсів у біосфері як процес безперервного, взаємопов’язаного переміщення, який проходить під впливом сонячної радіації, життєдіяльності живих організмів, сил тяжіння, господарської діяльності людини. Кружечками позначені відповідні речовини, а стрілками – напрямки трофічних, речовинних, енергетичних та інформаційних потоків з відповідними інтенсивностями, що позначені над стрілками.
Трофічним або (та) речовинним потоком називають переміщення механічних, біологічних, хімічних елементів, їхніх сполук в екологічній піраміді від продуцентів до редуцентів через консументи чи без них у навколишнє середовище, геологію, а через атмосферу – у космос. Потоком біоречовини буде переміщення біоелементів від одних живих організмів до інших, а енергетичні потоки уявляють:
1) надходженням сонячної енергії (СЕ) та космічних випромінювань (КВ) на поверхню Землі в кількості приблизно 5,2·1015 Вт;
2) уживанням цієї енергії рослинами в процесі фотосинтезу загальним обсягом приблизно 1,04·1014 Вт або близько 0,2 % її надходження, а також  споживання цієї енергії гетеротрофами в порівняно незначних кількостях для зігрівання організму та отримання інформації;
3) передачею енергетичного еквівалента біомаси від одного трофічного рівня до іншого в процентних співвідношеннях, вказаних над стрілками, наприклад, 5 % від А(П) до Ф(К1), 30 % від А(П) до С(Р), 22 % від Ф(К1) до Г(К2, К3), 10 % від Ф(К1) до С(Р), 25 % від Г(К2, К3) до С(Р), 13 % від С(Р) до А(П), 25 % від С(Р) до Ф(К1), 1,5 % від С(Р) до Г(К2, К3), 50 % від С(Р) в геологію (Г). Причому витрати енергії на дихання – поглинання та виділення води (В), кисню (О2), водню (Н), вуглецю (СО2), азоту (N) та інших речовин – складають для автотрофів 65 %, фітофагів – 20 %, консументів – 20 %, редуцентів – 5 %. Порівняно з ними витрати на електромагнітне випромінювання (ЕМВ) живого організму, яке завжди існує при певній температурі тіла, протіканні біотоків мозку та центральної нервової системи, буде дуже малим.
Будь-яка послідовність потоків (стрілок на рис.) являє собою інформаційний, енергетичний, речовинний або трофічний ланцюг. Замкнений ланцюг, який виходить з деякого кружечка і повертається в нього, називають циклом, кругом, кругообігом інформації, енергії та речовини. Будь-які цикли обміну речовини, енергії та інформації можна представити процесом перетворення одних ресурсів на інші (наприклад, сонячної енергії – на рослинні біоресурси, біоресурсів автотрофів – на ресурси травоїдних, останніх – на біоресурси хижаків, а всіх – на біоресурси сапротрофів).


Рис. Граф взаємодії природних ресурсів планети (джерело: власні дослідження)

Отже, виникає можливість застосування математичної теорії графів для дослідження динаміки та фінального стану інформаційних потоків в мегабіосфері, що є науковою базою прогнозування деградації будь-яких екологічних систем та біосфери в цілому.
Оскільки людина є частиною природи, частиною біосфери, то прогнозування їх стану є базою формулювання принципів сталого розвитку світової економіки. Першим етапом формулювання принципів сталого розвитку суспільства є наукове обґрунтування використання ресурсів планети для забезпечення потреб людства, для раціонального виробництва суспільного продукту.

Висновки та перспективи подальших досліджень.
1. Виробництво продуктів харчування для зростаючого населення планети в значній мірі залежить від наявності біоресурсів, тому господарська діяльність людини повинна вписуватися в ті рамки, які встановлені самою природою, щоб зберегти нормальне функціонування мегаекосистеми.
2. Побудовано граф взаємодії природних ресурсів планети, на якому показано сучасне уявлення кругообігу речовин у біосфері, що дозволяє прогнозувати сучасний стан навколишнього середовища та розраховувати його кількісні і якісні характеристики, а отриману інформацію використати для організації та планування господарської діяльності.
3. Дослідження потоків елементів у біосфері дозволяє прогнозувати стан довкілля та передбачати виникнення екологічних катастроф.
4. В економіці природокористування слід враховувати всі цикли взаємодії живих організмів – трофічні, речовинні, енергетичні та інформаційні, оскільки екологія визначає економіку, а не навпаки. Тому треба дослідити чи порушуються трофічні цикли взаємодії живих організмів в економічних стосунках, чи змінюються докорінно сучасні еколого-економічні системи, чи виживе людина в умовах, що можуть скластися в результаті її господарської діяльності.

Список літератури

  1. Блажкевич Т.П. Економіка природокористування: навч.-метод. посіб. / Т.П. Блажкевич, В.В. Волочков. – Житомир: Вид-во “Житомирський національний агроекологічний університет”, 2008. – 424 с.
  2. Вернадский В.И. Биосфера. Избр. труды по биогеохимии / В.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967. – 376 с.
  3. Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинев: Гл. ред. МСЭ, 1990. – 408 с.
  4. Реймерс Н.Ф. Природопользование: слов.-справ. / Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль, 1990. – 637 с.
  5. Руснак П.П. Економіка природокористування: навч. посіб. / П.П. Руснак. – К.: Вища шк., 1992. – 318 с.
  6. Черевко Г.В. Економіка природокористування: навч. посіб. / Г.В. Черевко, М.І. Яцків. – Львів: Світ, 1995. – 208 с.

Граф взаємодії природних ресурсів планети [Електронний ресурс]  / Блажкевич Т.П. // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/graf-vzayemodiyi-pryrodnyh-resursiv-planety

Оцінка: 
0
No votes yet