3. Природно-технические системы. Классификация природно-технических геосистем.
Природно-техническая система, по В. Д. Ломтадзе, — «природный комплекс, в пределах которого размещены искусственные объекты, созданные в результате выполнения строительных и других инженерных работ. В географии (а теперь и в инженерной геологии) такую систему рассматривают как модель, характеризующую взаимодействие природы (геологической среды) с сооружениями.»
Примерами природно-техногенных комплексов могут служить:
- судоходные пути, обустроенные на реках путем создания различных гидротехнических сооружений, таких как шлюзы, каналы, плотины и т.д.;
- сельскохозяйственные земли, так как представляют собой территории, преобразованные для производства сельскохозяйственной продукции путем создания систем орошения, осушения, путем планировки и выравнивания значительных площадей;
- водохранилища ГЭС, удовлетворяющие энергетические, транспортные и водно-ресурсные потребности общества.
По признаку локализации природно-техногенные комплексы можно подразделить
По уровню антропогенной нагрузки природно-техногенные комплексы можно подразделить на следующие категории:
1) малоосвоенные территории с низкой плотность населения, где техногенная (экономическая составляющая) либо совсем не представлена, либо исчезающе мала;
2) ландшафты, в пределах которых отсутствуют крупные населенные пункты, а также в которых велика доля территорий, вовсе не затронутых хозяйственной деятельностью;
3) ландшафты, в пределах которых преобладает сельскохозяйственное производство, а доля промышленности незначительна;
4) территории, на которых преобладает аграрный сектор экономики, но вместе с тем присутствуют отдельные крупные объекты промышленности;
5) природно-техногенные комплексы, в которых в примерно равной степени представлены как средней величины города с развитой промышленностью, так и аграрные территории;
6) природно-техногенные комплексы с присутствием крупных городов и сельскохозяйственных площадей;
7) наличие крупных городов с развитой промышленностью, окруженных индустриально освоенными территориями (например, Москва с Московской областью, Санкт-Петербург с Ленинградской областью).
Система – это предмет, состоящий из других предметов, которые находятся в определенных отношениях и обладают фиксированными свойствами.
ПТС – это любая комбинация из техногенного устройства и природного геологического тела. ПТС – это сооружения и геологическая среда, которая находится под его влиянием.
ПТС разделяются на несколько категорий( структурных уровней):
- ПТС, подсистемы: отдельное сооружение и сфера взаимодействия ГС с этим сооружением, следует считать элементарной;
- ЛокальнаяПТС, формирующаяся и функционирующая под влиянием взаимодействий комплекса сооружений (город, гидроузел, промышленный комплекс) с литосферой. Локальная ПТС состоит из элементарных, отношения, которые и составляют ее структуру;
- региональная. Подсистемы: локальные ПТС, находящиеся в регионе, и природные геосистемы, в которые вкраплены локальные ПТС. Главные взаимодействия региональной ПТС — управляющие, косвенные, иногда заранее не учтенные взаимодействия.
- Элементарные ПТСграничат с друг другом или пересекаются, так что на функционирование некоторой элементарной ПТС оказывают влияние соседние. Область ГС, взаимодействующая с комплексом сооружений, в большинстве случаев не имеет разрывов непрерывности, представляет собой связную область геологического пространства.
Примером локальной ПТСможет служить система в границах города, включающая все его сооружения, некоторую часть воздушного бассейна, реки и водоемы, фрагменты биосферы и область литосферы до глубины, в пределах которой проявляется взаимодействие с сооружениями (развиты инженерно-геологические процессы).
Региональные ПТС,как правило, не составляют связную область пространства и не могут непосредственно взаимодействовать между собой. Они приводят к изменению хода естественных процессов в регионе и к возникновению ИГ (техногенных) процессов.
Категорию ПТС определяет ее структура, а не занимаемая площадь. Например, такая элементарная ПТС, как водохранилище — сфера взаимодействия геологической среды, — может занимать площадь в сотни или даже тысячи квадратных километров. В то же время несколько отдельно расположенных сооружений, суммарная площадь которых не превышает 1-2 км2, а сферы взаимодействия не пересекаются, образуют региональную ПТС
Источник
14. Природные и природно-технические системы: понятия, соотношение, цели
и «производственная среда», которые являются ее составной частью.
Факторы окружающей среды делятся на естественные (природные) и
искусственные (антропогенные или техногенные). Естественные факторы определяются
действием различных природных компонентов. При этом термином «природа» чаще всего
обозначают совокупность объектов и систем материального мира в их естественном
состоянии, не являющемся продуктом трудовой деятельности человека. Искусственные
факторы возникают в процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Природная среда является важнейшей составной частью окружающей среды,
включающей в себя четыре главных компонента — живую (биоту, или биотическую)
атмосферу, гидросферу и литосферу. Три последние в этом ряду геосферы образуют (по
В.И. Вернадскому) биосферу — сложную наружную оболочку Земли, среду обитания
биоты — живого вещества планеты.
Сложные естественные тела оболочек Земли представляют собой определенные
системы, относящиеся к различным уровням и линиям взаимно пересекающейся и
переплетающейся иерархической организации Земли в целом. Они отражают разные
формы существования материи.
Подобно тому, как среди геологических объектов одно из центральных мест
принадлежит геологической формации, а среди географических — ландшафту, среди
экосистем важнейшей считается биогеоценоз, у которого могут выделяться структурные ярусные подсистемы — синузии. Биогеоценоз (от греч. bios — жизнь, ge — земля, koinos
— общий) — единый природный комплекс, представляющий совокупность растений,
животных и микроорганизмов с соответствующим участком земной поверхности
(биотопом). Биогеоценоз характеризуется специфическими для него свойствами атмо-
сферы (микроклиматом), геологического строения, условий рельефа, почвы, водного
режима с образованием особой системы, обладающей определенным типом обмена
вещества и энергии между различными организмами, а также организмами и средой
обитания. Таким образом, биогеоценоз — это совокупность биотических и абиотических
факторов — биоценоза и биотопа. При этом под биотопом (от греч. bios — жизнь, topos
— место, местность) понимается участок земной поверхности, характеризующийся
большей или меньшей однородностью геологического строения, микроклимата, водного
режима, рельефа и почвенного покрова.
Перечисленные выше естественные геосферы представляют собой природные
оболочки Земли. Кроме них выделяется также и искусственная (антропогенная) или
техногенная «оболочка» — техносфера, созданная человеком искусственная среда
обитания, рассматриваемая как часть биосферы. Техносфера, согласно А.Е. Ферсману и
С.В. Калеснику, представляет собой материальную часть общественной системы —
социосферы, взаимодействующую с природными системами. В рамках техносферы
выделяются хозяйственные (технические) системы, являющиеся основными
компонентами техносферы и объединяющие материально-технические средства про-
изводственной и сопутствующей ей деятельности, а также технологические процессы,
соответствующие целям производства. Такими хозяйственными системами, например,
являются промышленность, сельское хозяйство, строительство, жилищно-коммунальное
хозяйство и т.д. Саму же геохимическую деятельность человечества А.Е. Ферсман назвал
В 1944 г. В.И. Вернадский предсказал преобразование биосферы в качественно
новое состояние — в ноосферу, сферу разума, которую он рассматривал (еще не видя в
этом угрозу состоянию окружающей среды) как новое геохимическое явление на нашей
планете, когда человек становится крупнейшей геологической силой. В науках о Земле
ноосфера рассматривается как планетарное явление, как особый этап развития планеты,
как особая ее оболочка, в которой проявляется деятельность человеческого общества.
Ноосфере свойственны и механическая, и физико-химическая, и биогенная миграция
вещества. Но не они определяют ее своеобразие: главную роль, согласно А.И.
Перельману, играет техногенная миграция вещества на Земле. Ноосфера В.И.
Вернадского, по мнению, представляет собой вторую (первая — техносфера) подсистемувещества и энергии; б — управляемый поток вещества и энергии; в— выходящий
(трансформированный) поток вещества и энергии; г— информационные связи (потоки).
Модель геотехнической системы позволяет рассматривать вещественно-
энергетические и производственно-технологические аспекты взаимодействия
производства с ландшафтами. Она открывает возможность для осуществления прогноза
изменения природно-территориальных комплексов под влиянием хозяйственной
деятельности человека. Концепция природно-технических систем предусматривает
экологическую, технологическую, экономическую и социальную оценки, но не всей ПТС,
а её влияния на окружающую природную среду.
Модель ПТС может быть использована при проектировании значительного числа
объектов — нефтедобывающих комплексов, водохранилищ ГЭС, тепловых
электростанций, осушительных и оросительных систем, противоэрозионных,
Источник