Аналіз екологічної системи мікрорайону "Північний"

Під безпосереднім впливом зовнішніх факторів, а також такі, що відчувають цей вплив опосередковано знаходяться такі складові екосистеми: природні (біотичні), комунальне господарство(соціуми, транспорт та побутові комунікації).?

Розробка структурно-ієрархічної схеми та внутрішніх зв'язків екологічної системи.

Розробка структури екологічної системи полягає у виборі

принципу декомпозиції системи,

визначенні кількості ієрархічних рівнів,

встановленні внутрішніх зв'язків між складовими системи,

графічному представленні «ієрархічного трикутника».

Будь-яка екологічна система може бути декомпозованою за різними принципами: просторовим, функціональним, речовинним, тощо. Велике значення відіграє така особливість екологічної системи як наявність нематеріальних (соціальних, духовних тощо) складових і зв'язків. Внаслідок цього рекомендується розробити декілька декомпозиційних схем, побудованих на різних принципах. Остаточний вибір структурної схеми системи буде виконано пізніше при детальному аналізі системи (перш за все - зв'язків між складовими).

Встановлення кількості ієрархічних рівнів залежить перш за все від складності екологічної системи. Для простих локальних систем повна декомпозиція до елементів здійснюється при наявності двох-чотирьох рівнів. Декомпозицію складних екосистем неможливо доводити до елементів внаслідок значної кількості рівнів і складових. В такому випадку декомпозицію системи треба закінчити на рівні “чорних ящиків” - підсистем, які при аналізі системи будуть прийняті за найменші складові.

Компоненти екосистеми відповідно до їх ієрархічного рівня розміщуються у вигляді «ієрархічного трикутника».

Зв'язки між складовими представляються у вигляді окремих схем, на яких рух речовини, енергії і інформації зображено лініями із стрілками - горизонтальними між складовими одного рівня і вертикальними - між представниками різного ієрархічного рівня. До графічних зображень необхідно надати текстове пояснення. Чисельні розрахунки на цьому етапі роботи не виконуються.

2.Структура екосистеми мікрорайону ”Північний”

Структура - побудова і внутрішня форма організації системи, що виступає як єдність сталих взаємозв'язків між її складовими, а також законів цих взаємозв'язків.

Екологічна система є повною, комплексною системою, яка включає в себе всі природні і штучні підсистеми в межах розглянутого простору.

Для даного мікрорайону розроблена наступна декомпозиційна структура.

1. Абіотичні елементи (Природна абіотична підсистема)

1.1Атмосфера

1.1.1. Кліматичне районування

1.1.2. Склад атмосфери

1.1.3.1 N2

1.1.3.2 O2

1.1.3.3 CO2

1.1.3.4 H2O

1.1.3.5 O3

1.1.3.6 Інші

1.1.3.7 Забруднюючі речовини

1.1.3.8 Тверді частки

1.2 Гідросфера (Солоні та прісні води)

1.2.1Ґрунтові води

1.2.1.1.Фреатичні

1.2.1.2.Інтерстеціальні

1.2.1.3. Глибинні

1.2.1.4 Печерні

1.2.2. Поверхневі (Прісні)

1.2.2.1 Річка

1.2.2.2 Канали

1.2.2.3 Водойми

1.2.2.3.1 Річкові

1.2.2.3.2 Наливні

1.2.3 Підземні води

3. Літосфера

3.1. Ґрунти

3.1.1. Механічне забруднення

3.1.2. Хімічне забруднення

3.2. Рельєф

3.3.Педосфера

3.4.Підстилаюча порода

3.5.Материкові основи

3.6.Корисні копалини

4. Біосфера

4.1. Флора

4.1.1. Наземні рослини

4.1.1.1 Дерева

4.1.1.1.1. Акація

4.1.1.1.2. Тополя

4.1.1.1.3 Клен

4.1.1.1.4 Береза

4.1.1.1.5 Каштан

4.1.1.1.6 Інші

4.1.1.2. Кущі

4.1.1.2.1. Шипшина

4.1.1.2.2. Бузок

4.1.1.2.3. Бузина

4.1.1.2.4. Інші

5. Техносфера

5.1 Промисловість

5.2 Сільське господарство

5.3 Міське комунальне господарство

5.3.1.Рідкі побутові відходи.

5.4. Інфраструктура

5.3.1 Транспорт

5.3.1 Транспорт

5.3.1.1.Легковий

5.3.1.2.Вантажний

5.3.1.3. Автобуси

5.3.1.4 Мікроавтобуси

5.3.1.5 Велосипеди

5.3.1.6 Мотоцикли, мопеди

5.3.1.1Викиди транспортні

5.3.1.1.1 СOx

5.3.1.1.2 CnHm

5.3.1.1.3 Pb

5.3.1.1.4 NOx

5.3.1.1.5 SOx

5.3.1.1.6 Сажа

5.3.1.2. Відходи

5.3.1.2.1 Паливо

5.3.1.2.2 Шини(гума)

5.3.1.2.3 Метал

5.3.1.2.4 Нафтопродукти

5.3.1.3. Шумове забруднення

5.3.1.4. Теплове забруднення

5.3.1.5. Пилове забруднення

5 3.1.6. Негативний вплив на екосистему

5.3.2 Комунікації

5.3.2.1 Побутові комунікації

5.3.2.1.1 Котельні кооперативні та жекові

5.3.2.1.2 Водонапірна башта

5.3.2.2 Водопостачання, водовідведення

5.3.2.3 Шляхи сполучення

5.3.2.3.1 Автодороги

5.3.2.3.1.1 Автомагістраль

5.3.2.3.1.2 Дороги головні та другорядні

5.3.2.3.2 Пішохідні шляхи

5.3.2.3.2.1 Неасфальтовані тропи

5.3.2.3.2.2 Пішохідні тротуарні дороги

5.3.2.3.3.1 Покриття

5.3.2.3.3.2 Зелені насадження

5.5. Будівлі

5.5.1 Багатоповерхівки

5.5.2 Приватні садиби

5.5.3 Недобудовані багатоповерхівки

5.5.4 Господарські та технічні приміщення

5.5.5 Гаражні кооперативи

5.5.6 Церква

5.5.7 Ринок організований

5.5.8 Ринок стихійний

5.5.9 Школа

5.5.10 Дитячий садок

5.6 Нематеріальне

Отже, будь-яка система характеризується структурою й комплексом властивостей. Дану екологічну систему можна віднести до природних антропогенно-зміненних екосистем. Оскільки людина весь час впливає.

Спрощена декомпозиція:

1.Атмосфера

2. Гідросфера

3. Літосфера

4. Біосфера

4.1. Флора

4.1.1. Природні рослини

4.1.2. Штучні рослини

4.2. Фауна

4.2.1. Природні тварини

4.3.2. Штучні тварини

5. Техносфера

5.1 Промисловість

5.2 Сільське господарство

5.3 Міське комунальне господарство

5.3.1.Рідкі побутові відходи.

5.4. Інфраструктура

5.3.1 Транспорт

5.3.2 Комунікації

5.5. Будівлі

5.5.1 Багатоповерхівки

5.5.2 Приватні садиби

5.5.3 Недобудовані багатоповерхівки

5.5.4 Господарські та технічні приміщення

5.5.5 Гаражні кооперативи

5.5.6 Церква

5.5.7 Ринок організований

5.5.8 Ринок стихійний

5.5.9 Школа

5.5.10 Дитячий садок

5.6 Нематеріальне

3. Властивості і показники складових екосистеми

Для всіх складових екологічної системи, починаючи з елементів і до підсистем найвищого рівня необхідно встановити властивості і показники. Для абіотичних природних складових вони визначаються, перш за все, властивостями природної речовини - води, повітря, ґрунту. Такими властивостями, зокрема, є рухомість, розчинність, енергоспроможність, вагомість, родючість ґрунту, які характеризуються відповідними показниками: швидкістю та напрямком руху, вмістом розчинених речовин (солоність води), теплоємністю, теплотою замерзання чи випаровування, масою та густиною, вмістом поживних речовин та гумусу. Біотичним елементам екологічних систем притаманні продуктивність (приріст енергії, маси, чи розмірів особини), репродуктивність (періодичність розмноження та кількість нащадків), ефективність (економічність) використання енергії та речовини (к.к.д., коефіцієнт використання енергії, коефіцієнт використання речовини), саморегульованість (період затримки реакції, коефіцієнт пристосування тощо).

Абіотичні штучні складові екосистем характеризуються переліченими властивостями, крім репродуктивності, а також специфічними властивостями в залежності від призначення об'єкту - комфортністю, потужністю, вантажоспроможністю, надійністю тощо. Найбільш важливими при аналізі екосистеми є властивості штучних об'єктів, які деформують природну систему, а саме природоємність і забруднюваність. Перша характеризується прямим чи опосередкованим споживанням природного ресурсу (в абсолютних одиницях чи віднесена до якогось показника, наприклад, до продуктивності). Забрудненість визначається абсолютною чи відносною кількістю забруднюючої речовини, що потрапляє в природне довкілля. Тут доречно використати такий показник автономності системи як коефіцієнт рециркуляції речовини Кр чи загальний коефіцієнт рециркуляції Крз.

Система в цілому та підсистеми екологічної системи, крім вказаних властивостей складових, які в ускладненому вигляді переходять з елементів в підсистему, мають власні емерджентні властивості. Задача студента - визначити ці властивості і показники, враховуючи особливості системи і підсистем.

4. Екологічні характеристики

Для можливості виконувати кількісні розрахунки процесів в екологічній системі, які відповідають зв'язкам необхідно розробити екологічні характеристики - математичні залежності властивостей чи показників складових системи від діючих факторів. Ця робота - одна з найскладніших і вимагає значних витрат часу, бо фактичні матеріали, необхідні для побудови екологічних характеристик, розпорошені по окремих джерелах інформації. Рекомендується пошук необхідного матеріалу вести по блокам складових системи: блок природних абіотичних складових, блок біотичних складових і блок штучних складових.

Фактичний матеріал по першому блоку міститься, головним чином, в літературі по гідрології, метеорології, географії, ґрунтознавству тощо. Тут знаходимо дані про залежність опадів, температури, вітру тощо від пори року чи років, від географічного розташування території, від сонячної активності чи захмареності (забрудненості) атмосферного повітря і т.д.

Фактичний матеріал для біологічних характеристик знаходиться в навчальній, періодичній, довідковій літературі та в відомчих звітах по біології, зоології, ботаніці, лісознавству, тваринництву, іхтіології, орнітології, ґрунтознавству. Цей матеріал необхідно формалізувати до графічних (чи аналітичних або табличних) залежностей властивостей, чи показника біологічного об'єкту (див. 2.6) від зовнішнього впливу температури, вологи, густини чи іншого абіотичного фактору, або від біотичного фактору - пригнічення сусідами, знищення хижаками, підтримка людиною чи тваринами тощо.

Характеристики штучних об'єктів у вигляді залежностей показників природоємності та забруднюваності від технологічних і експлуатаційних особливостей об'єкту розробляються з використанням даних, які містяться в спеціальній технічній літературі.

Певна інформація по екологічним характеристикам міститься в роботі В.В. Добровольського «Основи теорії екологічних систем».

5. Чисельні рішення

Виконані згідно з попередніми пунктами розділу 2 роботи створюють базу, опираючись на яку, студент може вирішити практичні задачі з отриманням чисельних результатів. Для нескладних екологічних систем при наявності достатньої кількості даних по екологічним характеристикам треба такий чисельний аналіз виконати для системи і всіх її складових, тобто по всім вертикальним і горизонтальним зв'язкам. Для складних екосистем чисельний аналіз проводиться для частини системи після процедури спрощення одним з трьох шляхів - по горизонталі, по вертикалі, «нішово». Крім того, обмеження обсягу чисельних рішень може бути здійснене за рахунок виконання операцій не по всім типам зв'язків, а по одному - речовинному чи енергетичному. В кожному конкретному випадку рішення приймається виконавцем по узгодженню з керівником.

Чисельні рішення компонуються в такі три блоки: зовнішні зв'язки системи, внутрішні зв'язки системи, загальні показники системи.

Перший блок розробляється на базі п. 2.3, в якому приведені загальні (більшою частиною якісні) дані. Тут потрібно з урахуванням особливостей екологічної системи (чи частини системи) розрахувати долю зовнішнього зв'язку, який приходиться на окремі складові. Наприклад, скільки води із загальної кількості атмосферних опадів випарується, скільки стече у водні об'єкти, скільки залишиться у ґрунті тощо.

Другий блок розробляється з використанням схем внутрішніх зв'язків (п.2.5) та екологічних характеристик (п.2.7). Розраховуються зв'язки між окремими складовими як лінійні процеси, а також у сукупності як колообігові цикли (чи частина циклів).

Третій блок розрахунків повинен дати чисельні дані, за допомогою яких можлива порівняльна оцінка системи в цілому чи її окремих складових. Насамперед йдеться про оцінку загальних властивостей: продуктивності, енергоспроможності, самоорганізованості, емержентності. При розрахунках продуктивності треба відокремити первинну, вторинну, валову і чисту продукцію, а також визначити динамічні особливості. Енергоспроможність визначається в одиницях енергії, або енергоємності продукції і представляється у вигляді енергетичної піраміди, або енергетичного балансу екосистеми. У випадку, коли природна екосистема відчуває антропогенний вплив, його необхідно враховувати шляхом визначення коефіцієнтів деформації по таким залежностям: ;

тут - значення властивості чи показник в природній системі;

- відповідне значення антропогенного впливу.

В залежності від об'єкту, що оцінюється, коефіцієнт деформації приймає відповідний вид:

КДВ - коефіцієнт деформації властивості;

КДП - коефіцієнт деформації показника;

КДПП - коефіцієнт деформації природного процесу;

КДЕС - коефіцієнт деформації екологічної системи.

Чисельні рішення, як і отримання екологічних характеристик рекомендується виконувати з використанням комп'ютера.

При викладенні матеріалу курсової роботи необхідно враховувати наступне:

- скорочення слів та словосполучень дозволяється лише в загальноприйнятих випадках: к.к.д. - коефіцієнт корисної дії; к.в.п.р. - коефіцієнт використання природного ресурсу; К - кельвін; 0С - градус Цельсія; т - тона; с - секунда; м - метр; л - літр; рН - кислотність середовища; кВт - кіловат; Дж - джоуль тощо;

- при графічному відображенні зв'язку між двома величинами по горизонталі відкладають незалежну перемінну, а по-вертикалі - величину, зміна якої визначається поведінкою першої. Масштаб вибирається таким, щоб горизонтальна і вертикальна проекції зображення були приблизно рівними;

- при подачі інформації у вигляді таблиці вказується номер і назва (зміст) таблиці;

- нумерація таблиць і рисунків рекомендується наскрізною;

- при використанні в роботі літературного матеріалу (фактичні дані, формули, закони, гіпотези, правила, пропозиції тощо) необхідні посилки на джерело інформації приводяться у вигляді цифри в дужках, наприклад [8], де цифра відповідає номеру, під яким джерело числиться в Переліку використаної літератури;

- текст розміщується на листі паперу таким чином, щоб на всіх чотирьох сторінках залишалися поля: зліва - 35, зверху - 15, знизу - 20, справа - 20 мм;

- всі сторінки, окрім титульного листа, нумеруються наскрізне. На листі “Зміст” номер і назва розділів, а також номер сторінки повинні відповідати вказаним у тексті.

Висновки

Обрана локальна природна екосистема мікрорайону «Північний» є складною екосистемою і має стандартні властивості: цілісність і функціональність, продуктивність, енергоспроможність, емерджентність, динамізм, самоорганізованість і стійкість.

Кожен з елементів даної екосистеми також має свої властивості, що характеризуються певними показниками.

Всі елементи СЕС мікрорайону «Північний» знаходяться у взаємодії і пов'язані зв'язками різних типів.

Мікрорайон знаходиться під впливом природних і антропогенних зовнішніх факторах, що неминуче відбивається на механізмах його функціонування.

Обрана локальна природна екосистема є соціально-екологічною, теріторіально-невеликою. Її розмір порівнюється з розміром джерела антропогенного впливу, а саме найпотужнішого впливу будівельних компаній, які ведуть свою діяльність в мікрорайоні «Північний» (головна - ЗАТ «ЖилСтройНіка»)

Дана екосистема є антропогенно-екологічною, адже неприродні штучні складові в ній перевалюють над природними.

Практичне значення роботи полягає в тому, що вона стане основою для написання магістерської дипломної роботи.

Перелік використаної літератури

1. Герасименко Ю.П. Річки України - Київ, 2000

2. Д.В.Танаичев, Р.Я.Миньковская, А.Н.Демидов Характеристика абиотических компонентов экологического состояния порта Николаева. [Електронний документ]

3. Добровольський В.В. Основи теорії екологічних систем. Навчальний посібник. - К.: ВД «Професіонал», 2005 - 272 ст.

4. Маринич О.М., Тищенко П.Г. Фізична географія України: Підручник - К.: Знання, 2005. - 511с.

5. Порівняльний аналіз стану водних об'єктів басейну річки Південний Буг [Електронний документ]

Страницы: 1, 2