Системная технология

Телемтаев Марат Махметович

Системная технология экологического анализа дает возможность моделировать последствия принимаемых решений с использованием моделей систем, предложенных в главах 1,3. Кроме этого, сама процедура экологического анализа наглядно и легко моделируется с помощью графовой модели процесса достижения цели, предложенной в разделе 1.4. Общие для всех компонент прикладной экологии Закон и принципы технологизации отдельно будут изложены в данном разделе.

Результатом экологического анализа является отчет, содержащий обоснованные рекомендации по принятию решений для разрешения конкретной экологической проблемы или определенного класса экологических проблем.

* Экологическое исследование, как компонент метода прикладной экологии, в общем случае преследует следующие цели: а) разработка экологической политики, как политики в области развития взаимодействий объекта исследования (производства, потенциала, региона, страны) с окружающей средой, б) выявление спектра надежных знаний, позволяющих создать комплекс методов конкретного прикладного экологического исследования, в) изучение взаимодействий между искусственными (или антропогенными) и природными системами, г) установление границ между экологическими и другими разделами прикладных научных исследований, д) изучение возможностей и разработка предложений по вкладу изучаемого объекта в создание различных вариантов

устойчивого развития е) разработка математических моделей исследуемых систем, процессов, структур и изучение вариантов их построения на этой основе, ж) нахождение приемлемых альтернатив развития объекта исследования в гармонии с окружающей средой.

Системная технология прикладного экологического исследования для решения поставленных задач состоит из следующих взаимодействующих этапов: 1) формулирование системы целей экологического исследования для конкретного объекта исследования (программа устойчивого развития страны, экологическое районирование регионов, система водоснабжения города или хозпитьевого обеспечения региона, переработка отходов металлургического или энергетического производства, переработка мусора населенных пунктов и т.д.). Цели исследования корректируются в связи с результатами, получаемыми при анализе возможных ресурсов и методов достижения целей, а также по результатам анализа моделирования альтернатив, 2) определение ресурсов системы-объекта, системы-результата и внешней среды, необходимых для достижения системы целей исследования на практике – напр., экологическая емкость окружающей среды, как «способность переработать» воздействия системы-объекта без существенных негативных последствий для себя, или информационные, человеческие, материальные и др. ресурсы, которые система-объект и внешняя среда способны выделить на решение экологических задач, 3) нахождение набора методов использования имеющихся ресурсов для достижения поставленной системы целей. Реализация этого этапа экологических исследований требует, как правило, формулирования варианта принципа системности для данной конкретной ситуации экологических исследований, а также составления математических и иных моделей для каждой системы и для триады «производство – изделие – окружающая среда». Кроме этого, результаты данного этапа постоянно корректируются и увязываются с целями, ресурсами и ограничениями. Результатом этого этапа является определенный вариант системной экологической технологии, 4) установление ограничений на цели, методы и ресурсы. Ограничения, учитываемые при проведении экологических исследований, связаны, во-первых, с возможными объемами использования ресурсов, а, во-вторых, с предельно допустимыми нормами воздействия на окружающую среду. Эти ограничения можно установить, только на основе моделирования совокупности «цели, методы, ресурсы», 5) имитация применения выбранного варианта экологической системной технологии, соответствующей определенному сочетанию «цели, методы, ресурсы». Один из заключительных разделов этого этапа экологического исследования – проведение соответствующих технико-экономических расчетов и обоснований, позволяющих провести затем сравнительный анализ альтернатив, 6) анализ применения выбранного сочетания «цели, методы, ресурсы» и выбор его в качестве альтернативы для развития объекта или признание данного сочетания непригодным (архив). В результате анализа накапливается определенное число приемлемых альтернатив экологических решений для развития объекта исследования. Все «прошедшие» альтернативы передаются в подразделение, осуществляющее этап 7, т.е. координацию исследований, для составления заключительного сводного отчета, 7) координация, в т.ч. взаимосвязанное изучение и корректировка целей, ресурсов, методов, ограничений для построения очередной альтернативы развития. На этом этапе проводится систематизация всех альтернатив, прошедших этап 6 и составление заключительного отчета об экологических исследованиях.

Результатом прикладного экологического исследования является отчет, содержащий исследовательский проект развития взаимодействия системной триады «объект-субъект-результат» человеческой деятельности с окружающей средой. Как правило, такой проект должен представлять собой концептуальную систему с набором исследовательских подпроектов и системой управления их реализацией. Одним из видов экологических исследовательских проектов является экологическая программа.

* Экологическое проектирование имеет целью внесение экологически полезных изменений в экосистемы, т.е. изменений, способствующих увеличению физической стадии жизненного цикла экосистем и их частей. Экологический проект представляет собой концептуальную системную модель измененной экосистемы. Существует несколько видов экологических проектов: а) системный эко-проект, посвященный построению комплекса экологического оздоровления конкретной экосистемы (напр., Аральской), б) инженерный экопроект, содержащий инженерные экологические проектные и конструкторские решения, позволяющие улучшать какие-либо экосистемы (напр., проект завода для переработки городского мусора, проект прибора для очистки питьевой воды для семьи, проект системы экологического мониторинга воздушного бассейна города, проект ликвидации озоновых дыр, проект озеленения населенного пункта), в) гуманитарный экопроект, предусматривающий систему социальных мер (напр., правовых, управленческих, образовательных, экономических, плановых, организационных, политических) по улучшению функционирования любых экосистем (напр., Закон об охране окружающей среды, Закон об экологической экспертизе, Повестка дня на XXI век, национальная программа в области экологического образования, проект системы экологических нормативов качества окружающей природной среды, проект охранной или санитарно-защитной зоны, проект экологического стандарта, проект норм предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, воде, почве, проект норм предельно допустимых вредных химических, физических и биологических воздействий на окружающую природную среду), г) технологический экопроект, предлагающий экологически чистые или экологически полезные системные технологии производства взамен существующих технологий материального, информационного, человеческого, энергетического и других видов производства.

Экологический проект должен строиться, как правило, на системе надежных знаний о структуре и процессах проектируемых изменений в экосистеме и обо всех последствиях этих изменений для данной экосистемы и для всех других экосистем. Проектные предложения должны быть апробированны на практике при внедрении проектов других экосистем или должны быть надежно изучены с помощью компьютерных, натурных и других моделей и испытаний.

* Экологическое производство имеет целью создание средств и систем положительного воздействия на окружающую среду, приводящего к увеличению длительности физической стадии жизненного цикла экосистем и/или их частей. Изделия экологического производства создают положительные антропогенные воздействия на окружающую среду, компенсируют отрицательные последствия антропогенных воздействий, содействует восстановлению гомеостазиса природных систем. В общем случае, конечно, экологическое производство должно создавать средства и системы упреждения и компенсации отрицательных воздействий окружающей среды на человека, появляющихся, напр., в результате

природных катастроф и чрезвычайных событий (лесных пожаров, нашествий саранчи, землетрясений, наводнений, засухи и т.д.). В экологическом производстве можно выделить: а) экологическое информационное производство, предназначенное для производства экологической информации (напр., системы государственного и неправительственного экологического мониторинга, система экологического информирования населения), б) экологическое материальное производство (напр., производство приборов очистки питьевой воды), в) экологическое энергетическое производство (напр., производство энергии с помощью ветроэлектростанций, солнечных батарей), г) экологическое производство недвижимости и машин (напр., производство экологически чистых жилищ, строительство экологических деревень, производство экологически чистых систем машин и технологий производства), д) экологическое природное производство (напр., производство мальков ценных пород рыб, сохранение и восстановление в природе исчезающих видов растений и животных, восстановление биоразнообразия), е) экологическое человеческое производство (напр., экологическое образовательное производство по выпуску экологов-экономистов, экологов-инженеров, экологов-философов, производство систем здорового образа жизни в согласии с Природой, производство систем экологического воспитания населения), ж) экологические коммуникации (напр., производство обмена экологической информацией, экологическими технологиями производства, передача высоких экологически чистых технологий по Повестке дня на XXI век), з) экологическое финансовое производство (напр., экологическое страхование, экологические технологии налогообложения).

Одна из целей экологического производства – превращение человеческого общества в экологически полезное общество. Программа-максимум экологического производства должна состоять из двух частей: первая должна быть направлена на воспроизводство всего того, что в окружающей среде исчезло в связи с деятельностью человека (в связи с производством знаний, товаров и услуг) или в результате природных бедствий (таких, как лесные пожары, наводнения и т.п.), другая должна быть направлена на создание экологически полезных производств. Продукция экологически полезного производства – знания, товары, услуги, отходы должны приносить пользу окружающей среде: Другими словами, в экологически полезном производстве нет отходов в нынешнем понимании этого слова; к производству отходов формируется такое же отношение, как и к производству тех «основных» изделий (пища, одежда, средства транспорта и т.п.), для чего изначально задумано создание производства. Тогда «отходы» – это сопутствующие изделия, потребление которых полезно или, по меньшей мере, безвредно для окружающей среды.

* Экологическое управление имеет целью сохранение и развитие экосистем.

Основой экологического управления является экологический принцип системности, формулировка которого может уточняться для каждого вида экосистем. В предыдущем разделе конкретизация формулировок выполнена для глобального, национального уровней и для управления развитием потенциала. Такие же уточнения необходимы при конкретной постановке задачи экологического управления для каждого вида экосистем. С позиций системной технологии экосистемы, как мы уже установили, являются общей системой для триады систем: социальной системы, формирующей заказ на производство товаров и услуг, производственной системы, обеспечивающей производство товаров и услуг и окружающей системы – потребителя произведенных товаров и услуг. Экологическая общая система, экосистема – это система взаимных воздействий социальной, производственной и окружающей систем. С позиций экологического управления эти воздействия изучаются, как содействующие сохранению или гибели экосистем и частей экосистем, их регрессивному или прогрессивному развитию. Математическая модель экосистемы для экологического управления может быть построена, как модель дополнительной системы, т.е., как модель системы взаимодействия, предложенная в разделе 3.2.

Экологическое управление приводит к созданию баланса положительных и отрицательных воздействий друг на друга между социальной, производственной и окружающей средами. Принятие решений в сфере экологического управления основано, прежде всего, на экологическом анализе и экологическом исследовании.

Системная технология экологического управления строится по универсальной модели процесса достижения цели, полученной в разделе 1.4 и использованной в настоящем разделе для описания экологического анализа и экологического исследования. Исследователи и практики, желающие построить модель процесса экологического управления в виде процесса достижения цели для конкретных применений, имеют достаточную основу в виде моделей, приведенных в разделе 1.4, моделей, составленных для экологического анализа и экологического исследования и моделей, полученных в главе 7 «Управление». В нормальном режиме функционирования экосистем нет необходимости в экологическом управлении, в принятии экологических решений; вместо экологического управления проводится экологический анализ, мониторинг систем и их экологическое исследование, экспертиза, аудит, контроль в «пассивном» экологическом режиме. Если экосистема находится в состоянии гомеостазиса, то все проблемы функционирования входящих в нее социальной, производственной и природной систем решаются с помощью других областей профессионального знания, напр., знаний, умений и навыков в области системных технологий управления производством и потреблением товаров и услуг. Тогда используется и другая модель общей системы, напр., модель какой-либо экономической или социальной или природной системы. Если же взаимные воздействия частей экосистемы приводят к «стрессу» экосистемы, к регрессу частей экосистемы, к возможности ее разрушения и гибели, то в таком случае необходимо экологическое управление; система экологического управления переходит в «активное» состояние и к ней переходит приоритетная роль по управлению экосистемой и тогда для моделирования общей системы используется модель экосистемы.

Экологическое управление использует тот факт, что экосистемы, как крупномасштабные и сложные системы, до известных пределов способны к самоподдержанию и саморегулированию, т.е. способны сами противостоять изменениям и сохранять устойчивое состояние равновесия, способны самостоятельно сохранять гомеостазис. Взаимодействие круговоротов веществ и потоков энергии в крупномасштабных и сложных экосистемах создает самокорректирующийся гомеостаз; по мере нарастания стресса система переходит в новое состояние равновесия; через несколько таких переходов стресс в экосистеме накапливается и экосистема теряет способность к самоподдержанию и саморегулированию. Тенденция накопления стресса может привести к гибели экосистемы. Из изложенного следует, что экосистема, как большая и сложная система, имеет определенный запас устойчивости и задача экологического управления заключается в том, чтобы создать и поддерживать определенный уровень запаса устойчивости экосистемы.

Задача создания запаса устойчивости экосистемы может быть решена только путем внесения целенаправленных изменений в структуры и процессы экосистемы и ее частей. На практике такие задачи для крупномасштабных и сложных систем решаются путем создания и реализации сложных и крупномасштабных проектов (как это происходит, например, для разрешения проблем, связанных с Аральской катастрофой или имело место при осуществлении комплекса проектов очистки вод Рейна). По этой причине экологическое управление экосистемами заключается в последовательном принятии решений по созданию и реализации проектов сохранения и развития экосистем. При такой постановке основой экологического управления явится системная технология управления экологическими проектами.