Методы экологического прогнозирования

Методы экологического прогнозирования наиболее разработаны для глобальных оценок, при которых осуществляется анализ моделей развития. На региональном, локальном и объектовом уровнях применяют все более конкретные модели, постепенно сдвигаясь в сторону оценок экологических воздействий по процедуре ОВОС и экологической экспертизы.

К середине 1980-х гг. имелось более 15 глобальных прогнозов, получивших название «Моделей мира». Самые известные и, пожалуй, наиболее интересные из них — это «Мировая динамика» Дж. Форрестера, «Пределы роста» Д. Медоуза с соавт., «Человечество у поворотного пункта» М.Месаровича и Э. Пестеля, «Латиноамериканская модель Баричоле» А.О. Эрреры, «Будущее мировой экономики» В. Леонтьева, «Мир в 2000 году. Доклад президенту» и др.

Первый глобальный прогноз Римского клуба под названием «Пределы роста» представлял динамичную модель мира, куда в качестве исходных данных включили население, капиталовложения (фонды), земное пространство, загрязнение, использование природных ресурсов — основные компоненты изменения мировой системы. Выводы авторов сводились к следующему: если сохранятся существовавшие на конец 1960-х гг. тенденции и темпы развития экономики и роста народонаселения, то человечество неминуемо должно прийти к глобальной экологической катастрофе. «Апокалипсис» предрекался примерно на 2100 г. А отсюда и рекомендации: немедленно свести к нулю рост народонаселения и производства. Однако эти предложения авторов модели неприемлемы, они дали пищу для развития антинаучных и антигуманных теорий, уводящих от реальных путей преодоления экокризисных явлений.

Неслучайно уже следующая модель М. Месаровича и Э. Пестеля «Человечество у поворотного пункта» была значительно более обоснованной. И дело не только в том, что в ней комплексная взаимосвязь экономических, социальных и политических процессов, состояние окружающей среды и природных ресурсов представлены как сложная многоуровневая иерархическая система.

Экономико-энергетическая модель, разрабатываемая Батте- левским мемориальным институтом (Battelle-2100), предсказывает в XXI в. существование густонаселенного процветающего мира с огромным спросом на энергию, но мира, борющегося с серьезными экологическими проблемами. Рост населения и развитие экономики ведут к очевидному увеличению спроса на сырье и энергию, несмотря на максимально возможное повышение эффектив-

ности их использования, энергосбережение, утилизацию отходов (все это учитывает модель Баттеле). Увеличение спроса заставит поднять цену недр, что спровоцирует расширение горных работ и появление новых масс отходов.

Конечно, глобальные экономические модели, как бы сложны они ни были, не в состоянии делать количественные прогнозы. Основная их задача состоит в выявлении тенденций и в последовательной упорядоченной оценке развития обсуждаемых технологических направлений, что позволит подготовить обоснованные государственные решения. Примерами могут служить весьма интенсивные общественные обсуждения проблем озонового слоя и парникового эффекта, в ходе которых рассматривается диапазон решений от «ждать и наблюдать» до «стабилизации выбросов озонразрушающих препаратов (или углекислого газа во втором случае)» через всемирный соответствующий налог. Последнее должно серьезно изменить набор технологий и всемирную экономику в будущем.

Арсенал решений будет по-прежнему ограничен совершенствованием нормативной базы экологического права, технологий производства и технологий очистки, международными ограничениями на объемы продукции и т. п.

Будущее биосферы стало предметом пристального внимания представителей многих отраслей научного знания.

Научное прогнозирование (в отличие от разнообразных форм ненаучного предвидения) — это непрерывное, специальное, имеющее свою методологию и технику исследование, проводимое в рамках управления с целью повышения уровня его обоснованности и эффективности.

Исследование будущего разделяется на два качественно различных направления: поисковое (исследовательское) и нормативное прогнозирование.

Поисковое прогнозирование — это анализ перспектив развития существующих тенденций на определенный период и определение на этой основе вероятных состояний объектов управления в будущем при условии сохранения существующих тенденций в неизменном состоянии или проведения тех или иных мероприятий с помощью управленческих воздействий.

Нормативное прогнозирование (иногда его называют прогнозированием наоборот, так как в данном случае исследование идет в обратном направлении: от будущего к настоящему) представляет собой попытку рационально организованного анализа возможных путей достижения целей оптимизации управления. Этот вид прогнозов как бы отвечает на вопрос: что можно или нужно сделать для того, чтобы достичь поставленных целей или решить поставленные задачи? Предметом нормативного прогнозирова-

ния выступают субъективные факторы (идеи, гипотезы, предположения, этические нормы, социальные идеалы, целевые установки), которые, как показывает история, могут решающим образом изменить характер протекающих процессов, а также стать причиной появления качественно новых, непредсказуемых феноменов действительности.

К настоящему времени методологические принципы, техника, методика современного глобального прогнозирования неизмеримо усложнились по сравнению с исторически первыми и простейшими методами оценки экологической емкости Земли. В новых условиях обострились потребности в нахождении эффективных способов целенаправленного воздействия на процессы взаимодействия человека и биосферы. Они стимулируют разработку конкретных прогнозов будущего человечества, формирование конкретных научно обоснованных представлений о возможных основных тенденциях развития человечества на ближайшие 50— 100 лет.

Постепенно глобальные прогнозы становятся все более конкретными и переходят на региональный уровень. Плодотворное влияние на развитие экологического прогнозирования оказали идеи устойчивого развития.

Региональные прогнозы, естественно, имеют свои особенности. Здесь уже недостаточным становится использование усредненных данных об экологических возможностях биосферы. Необходимо осуществлять расчет ассимиляционной емкости экосистемы исходя из «средних» концентраций вредных веществ в расчете лишь на объем тех ее частей, которые служат естественными ловушками загрязнений (прибрежные зоны, участки гидродинамических барьеров и т. п.). Если поступление поллютантов будет нормироваться без учета этого фактора, то в прибрежной зоне, играющей огромную роль в воспроизводстве биологических ресурсов, будут очень скоро достигнуты закритические уровни загрязнения. Расчет допустимых нагрузок следует вести в первую очередь именно для прибрежных зон.

В качестве примера вновь рассмотрим Нарвское водохранилище (трансграничный водоем в подшлейфовой зоне двух эстонских ГРЭС). Для расчетов среднегодового выпадения серы и азота использовалась эйлерово-лагранжевая модель регионального переноса и осаждения примесей, учитывающая процессы влажного и сухого осаждения, а также химические превращения примесей в атмосфере. Основная схема организации вычислений по модели приведена на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Организация вычислений по модели регионального переноса и осаждения примесей, разработанная в НИИ Атмосфера (данные В. Миляева, И. Морозовой, 2000)

В соответствии с Критериями Минприроды России (1992) было оценено состояние бассейна по аэротехногенным нагрузкам и качеству вод.

Несмотря на очевидность мощного эмиссионного потока с запада, потребовались его количественные оценки, рассчитанные с помощью моделей атмосферного переноса и трансформации поллютантов на единицу площади. Превышение атмосферных выпадений над критическим уровнем содержания серы или азота в почве служит серьезным сигналом о состоянии биоты в данном квадрате.

Подобные расчеты сейчас выполняются всеми странами Европы и были учтены при подготовке очередного Протокола к Хельсинкской Конвенции о сокращении выбросов серы и других поллютантов.

С 1995 г. модельные расчеты критических нагрузок не повторяли, но динамика изменения объемов пылегазовых выбросов за последующие пять лет известна: они сократились примерно на 13 % по пыли и на 14 % по диоксиду серы (В. М. Питулько, 2000), а после 2005 г. использование сланцев как топлива на эстонских ГРЭС прекращено.

Таблица 7.9

Атмосферные выпадения (Ва), критические нагрузки (Нкр) и соотношение между ними (Ва/Н^) на территории Нарвского бассейна*

* Чешукина Т.

Прогноз на ближайшую и среднюю перспективу осуществляют методами экстраполяции, возможное влияние отдельных факторов исследуют методами предельных переходов (мини-макс).

Начальным результатом ОВОС должен являться анализ текущего состояния окружающей среды и прогноз его в перспективе (без влияния проекта). Именно это прогнозируемое состояние является той точкой отсчета, по отношению к которой должны оценивать прогнозируемые изменения. Затем выполняют прогноз будущих последствий осуществления проекта, т.е. анализируют, каким могло бы быть состояние окружающей среды в будущем.

Авторы книги «Экологическая оценка и экологическая экспертиза»[19] приводят два убедительных примера, демонстрирующих типовые прогнозные ситуации.

Пример 1. Планируемая дорога проходит недалеко от пустыря, земля на котором отведена под строительство коттеджей. В существующих условиях шум и загрязнения от дороги не представляют серьезной проблемы, однако в будущем жильцы коттеджей будут испытывать большие неудобства. Поэтому анализ шумового загрязнения должен быть включен в ЗВОС, и при оценке его значимости должны учитываться неудобства жителей будущего поселка.

Пример 2. Планируется строительство подземного водозабора. Есть основания полагать, что этот водозабор определенным образом повлияет на поверхностный сток, а также, вероятно, на состояние водно-болотных угодий, расположенных в районе водозабора. Для того чтобы оценить влияние водозабора на состояние этих угодий, необходимо максимально точно оценить динамику естественных изменений. В противном случае будет невозможно вычленить влияние водозабора на фоне суммарных изменений. При этом цикл естественных колебаний может составлять несколько лет или десятков лет.

Прогноз естественной экодинамики требует значительных ресурсов и времени для проведения мониторинговых наблюдений, иногда несоразмерно больших по сравнению с другими затратами. Поэтому на практике часто приходится искать компромисс между ограничением объемов исследований и снижением точности прогнозов при недостаточных рядах наблюдений.

Для методического обеспечения проведения ОВОС при подготовке и принятии решений по развитию предприятий в большинстве отраслей разработаны инструкции (например, ОВОСуголь).