ИСТИНА

Современное экологическое состояние морских акваторий в ряде случаев считается близким к критическому и требует научно обоснованного подхода к управлению качеством вод, в частности особую актуальность приобретает задача контроля и оптимизации эмиссии загрязняющих веществ. Существуют различные подходы к снижению негативного антропогенного влияния и улучшению состояния морских экосистем. Один из наиболее реализуемых - экологически безопасное управление современным производством, при котором достигается оптимальное соотношение между экологическими и экономическими показателями (экологический менеджмент). Данный подход представляется системой управленческих рычагов, обеспечивающей совокупный эффект скоординированного экономического развития предприятий прибрежного региона и минимизации антропогенного давления на морскую экосистему, не испытывающую при этом деградации и способную восстанавливать свои качества. Важным фактором самоорганизации и самоочищения экосистемы являются ее ассимиляционные ресурсы, т.е. способность морской среды утилизировать промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы береговой социально-экономической системы приморской территории путем их трансформации, связывания, разрушения или выведения за пределы акватории. Ассимиляционные ресурсы морской среды имеют ограниченный объем и подвержены изменениям во времени. Поэтому необходимы количественные модели, позволяющие контролировать их динамику и прогнозировать тенденции развития. Для описания способности морской акватории к самоочищению используется ее ассимиляционная емкость (АС, assimilative capacity) - параметр, характеризующий способность морской экосистемы выдерживать добавление некоторого количества конкретного загрязняющего вещества без развития необратимых биологических последствий. АС имеет размерность потока вещества - массы вещества в единице объема, отнесенной к единице времени. При оценке АC наиболее сложными являются расчеты количественных значений эмиссии загрязняющих веществ и интегрального времени пребывания поллютантов в моделируемой морской экосистеме. Последнее в значительной степени определяется физико-химическими свойствами конкретного загрязнителя, гидродинамическими параметрами акватории и комплексом процессов, отвечающих за деструкцию загрязняющих веществ и их вынос за пределы исследуемой экосистемы. Для расчета ассимиляционной емкости морских экосистем в настоящее время применяют балансовый и синоптический методы. Первый позволяет упростить прямой и обратный переход от единиц оценки АС к единицам концентрации загрязняющего вещества, полученным в результате мониторинга. Второй - позволяет оценить экологическое неблагополучие акватории опираясь на данные нерегулярных гидролого-гидрохимических съемок и информацию о прохождении штормов. Оба метода требуют для корректного применения продолжительные массивы наблюдений за рассматриваемыми параметрами. В качестве альтернативы в данной работе нами предложен метод адаптивного баланса влияний, позволяющий производить контроль за динамикой расходования и восстановления ассимиляционных ресурсов морской экосистемы, находящейся под воздействием береговой социально-экономической системы, опираясь на интегральную за период времени (0, t) оценку разности между понижением количества ассимиляционного ресурса Sacc, вызванным аккумуляцией экосистемой антропогенной нагрузки, и естественным восстановлением ассимиляционного ресурса Sass. Антропогенная нагрузка пропорциональна объему продукции, выпускаемой береговой экономической системой V(τ). Восстановлением ассимиляционного ресурса управляет функция ассимиляционной емкости морской среды R(t). Причем восстановление ассимиляционной емкости возможно двумя путями. Во-первых, за счет естественных биохимических реакций, сопровождающих стремление экосистемы сохранить свое устойчивое состояние. Благодаря этому свойству скорость восстановления ассимиляционного ресурса увеличивается до скорости его понижения. В результате интегральный баланс S(t) = Sacc - Sass остается равным нулю. Такое состояние экосистемы сохраняется до тех пор, пока аккумулированная экосистемой антропогенная нагрузка не достигнет предельного значения Scrit, когда скорость восстановления ассимиляционной емкости начинает отставать от скорости ее понижения. Во-вторых, управление балансом понижения и восстановления ассимиляционной емкости возможно путем природоохранных действий, за счет штрафных санкций, налагаемых на береговую систему. Санкции увеличивают себестоимость продукции, что приводит к падению рентабельности производства, сокращению выпуска продукции и уменьшению потока загрязняющих веществ в море. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №1847-920001 р_а «Исследование принципов построения адаптивных моделей эколого-экономических систем и цифровых информационных технологий для управления сценариями устойчивого развития природно-хозяйственных комплексов Севастопольского региона».