закономерности природоохранного обустройства территорий

УДК 504.064.2:001.18; 502.911.2
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРИРОДООХРАННОГО ОБУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИЙ
П.М. Мазуркин, С.И. Михайлова
Марийский государственный технический университет, г. Йошкар-Ола, Россия
Введение. В публикациях [1…10] были обоснованы и реализованы концепция и
методология
экологической
оценки
преимущественно
сельской
территории
многолетними данными природопользования. Производственная и иная деятельность
людей на природу влияет двояко: с одной стороны, ухудшаются и сокращаются
природные ресурсы, а с другой – с некоторым запаздыванием (временным лагом)
начинают ухудшаться и сами природные объекты в виде пашен, лугов, сенокосов, озер и
рек, лесов и др.
Оценка качества изменения природных объектов и изымаемых из них природных
ресурсов имеет определенные трудности. А вот оценка качества продукции,
изготовляемой из потребляемых природных ресурсов, вполне возможна по имеющимся
многолетним статистическим данным различных отраслей народного хозяйства.
Наши исследования показали, что объемы выпуска продукции природопользования,
а также соотношения между видами продукции различного качества, изменяются по
годам по биотехнической функции, состоящей, по крайней мере, из трех составляющих:
1) закона гибели; 2) биотехнического закона стрессового возмущения той или иной
отрасли хозяйства; 3) волнового и циклического технологического возмущения людей.
Таким образом, появляется возможность применения фундаментальных законов
природы при идентификации поведения природных и природно-техногенных объектов по
результатам обследования сельских территорий и инструментального измерения
различных параметров территорий. Прежде всего, это относится к измеренным значениям
площади различных земельных участков.
Золотая пропорция. Это фундаментальное число, получаемое из чисел ряда
Фибоначчи, хорошо подходит для оценки землепользования в целом. Оно характеризует
оптимальное экологическое равновесие на данной сельской территории, которую лучше
всего измерять водосборными бассейнами рек, а не административными районами, почти
не имеющими физического (природного) смысла.
В бассейнах рек и их притоков постоянно должно соблюдаться равновесие между
речной системой, болотами и лесными массивами, с одной стороны, а с другой - между
биоценозами и участками территории, освоенными хозяйственной деятельностью
населения, в том числе и в области землепользования (сельского хозяйства),
водопользования (водного хозяйства) и лесопользования (лесного хозяйства и
лесозаготовок).
Для статистического моделирования была применена относительная шкала, которая
во многих случаях принимается от нуля до единицы (иногда от нуля до 100%).
Известно по Н.Ф. Реймерсу, что целесообразное экологическое равновесие возникает
при соотношении 40% преобразованных человеком ландшафтов и 60% естественных
биогеоценозов, границами которых, как правило, являются водоразделы бассейнов рек и
их притоков. Суммарный экологический, социальный и экономический эффект E
зависит от активности  экстенсивного преобразования ландшафтов по формуле (табл. 1)
E  0,7449 exp( 1,1348 16,6902 ) 
 18,4405 2, 4671 exp( 7,2725 0,7449 ) ,
(1)
полученной нами на основе табличных данных Н.Ф. Реймерс, причем с доверительной
вероятностью в максимально отклоняющейся точке не ниже 96,13%.
Таблица 1
Зависимость эколого-экономического эффекта
от активности экстенсивного преобразования ландшафтов
Активность
пользования

0.0
0.2
0.4
0.5
0.6
0.8
0.9
1.0
Эффект
Расчетные значения по модели (1)
Ê
E

,%
0.75
0.92
1.00
0.98
0.92
0.75
0.65
0.25
0.74
0.91
1.02
0.97
0.90
0.78
0.64
0.25
0.065
0.006
-0.017
0.009
0.017
-0.029
0.010
-0.002
0.67
0.65
-1.70
0.92
1.85
-3.87
1.54
-0.80
Составляющие (1)
E1
E2
0.74
0.74
0.74
0.74
0.74
0.73
0.61
0.24
0.00
0.19
0.27
0.23
0.16
0.05
0.03
0.01
Здесь получена смесь закона гибели в общей форме (первая составляющая) с
биотехническим законом в виде стрессового возмущения (вторая составляющая),
положительно ориентированного в сторону роста синергетического эффекта. Переменная
(активность пользования природными ресурсами) изменяется от нуля до единицы. При
этом общеизвестные в биологии – закон Ципфа, в физике – закон Мандельброта и в
экономике – закон Парето описываются первой составляющей, но при интенсивности
гибели вместо 16,6902 подставляется единица, Поэтому предложенный нами закон
гибели точнее описывает реальные процессы.
Пределы рациональности природопользования. Функция (1) вырождается при
превышении 100% активности. Первая составляющая при этом убывает в три раза. Из
этой естественной закономерности следует, что для получения максимума суммарного
экологического, социального и экономического эффекта лучше вообще не трогать
естественные природные системы, если население и руководители административных
районов и предприятий не знают норм рационального природопользования.
Этот вывод исходит из того, что стрессовое возбуждение по второй составляющей
полностью зависит от воли и желания людей, и поэтому технократическое воздействие
субъектов хозяйствования и населения чаще всего является кризисным или происходит с
катастрофическим стрессом. Именно по второй составляющей максимум 0,276
*
достигается при активности пользования   0,37 . Из этого максимума стрессового
возбуждения следует, что активность экстенсивного воздействия на природные системы
должна быть равна квадрату золотой пропорции, то есть 0,6182 = 0,382. При этом
значение эффекта E2  0, 276 незначительно превышает число 0,6183  0, 236 , то есть куба
золотой пропорции. Поэтому гарантированный эффект 0,236 достигается при 50%-й
эксплуатации природных ландшафтов.
С некоторым малым резервом в сторону окружающей природной среды вполне
можно сделать такой вывод: природопользованием население (сюда будем включать и
руководителей хозяйствующих субъектов) должно охватить долю территории, равную
квадрату золотой пропорции, при этом повышение синергетического эффекта до
максимума обеспечивается на значение, равное кубу золотой пропорции. Если активность
экстенсивной эксплуатации природных ландшафтов будет меньше доли 0,382, то страдает
население, но это благоприятствует сохранению окружающей природной среды для
потомков.
А если эксплуатация человеком ландшафтов превышает долю 0,382 территории, то
вероятность деградации экосистем повышается, и при этом население и хозяйства при
превышении активности пользования 0,618 (золотой пропорции) начинают получать
только экологический и экономический ущербы от чрезмерно активного природопользования.
Поведение населения и хозяйств землепользования. Коэффициенты, характеризующие поведение населения и хозяйств по отдельным составляющим экологоэкономического эффекта (1), изменяются по формулам (табл. 2):
значимость первой составляющей
1  1  62,9961 2,76289 exp( 7,74890 1,07471) ;
(2)
значимость стрессового возбуждения населения
 2  62,9961 2,76289 exp( 7,74890 1,07471) ;
(3)
приспособляемость населения и хозяйств к окружающим природным ландшафтам
k  57,9209 2,64769 exp( 7,74590 1,18013) .
(4)
Таблица 2
Значимость и приспособляемость природопользования по составляющим
эколого-экономического эффекта в зависимости от изменения активности
экстенсивного преобразования ландшафтов
Активность
пользования 
0
0.2
0.4
0.5
0.6
0.8
0.9
1.0
Модель (2)
Модель (3)
Модель (4)
̂1
1
,%
̂ 2
2
,%
k̂
k
,%
1.000
0.813
0.725
0.763
0.822
0.936
0.953
0.960
1.000
0.813
0.723
0.766
0.825
0.923
0.953
0.973
0.00
-0.25
0.30
-0.34
-0.38
1.34
-0.05
-1.33
0.000
0.187
0.275
0.237
0.178
0.064
0.047
0.040
0.000
0.187
0.277
0.234
0.175
0.077
0.047
0.027
0.00
0.11
-0.80
1.10
1.74
-19.53
1.06
32.00
0.000
0.257
0.365
0.311
0.216
0.068
0.049
0.042
0.000
0.256
0.370
0.303
0.216
0.083
0.047
0.025
0.00
0.27
-1.40
2.64
-0.00
-22.65
4.29
40.24
Экстремальные значения коэффициентов значимости 0,718 и 0,282 наблюдаются при
  0,358 . Максимальное значение коэффициента приспособляемости будет при этом
равно 0,382, то есть квадрату золотой пропорции, при активности 0,35 освоения
ландшафтов.
Метод сопоставления категорий земель. Земельные кадастры создаются в
пределах административных границ районов, областей и краев, что может быть
*
рационально и полезно для целей управления населением и хозяйствами (предприятиями
и их объединениями), но недостаточно эффективно для достижения рациональности
существования природных систем.
Предлагаемый метод сопоставления динамики земельного фонда по отдельным
категориям помогает частично снять это противоречие, так как позволяет в пределах
одного административного района рассматривать взаимосвязи между отдельными видами
пользования земельным фондом и обосновать рекомендации для комплексного
пользования различными природными ресурсами.
Методика сопоставления по статистическим моделям динамики площади земель
была показана на примерах сравнения категорий земель сельскохозяйственного, лесного
и водного фондов различных районов Республики Марий Эл [2] и Кировской области
[10]. Рациональность в сельскохозяйственном землепользовании вполне можно оценивать
долей земельных угодий, подверженных водной, ветровой и иной эрозии [9]. Эта доля из
года в год в Республике Марий Эл нарастает, и она не должна превышать по
учитываемым территориям республики, 14 административных районов и более 300
сельскохозяйственных предприятий нормативную долю 0,6185 = 0,090, то есть не более
9% от площади земель сельскохозяйственного назначения.
Библиографический список
Мазуркин П.М. Закономерности устойчивого развития: Научное издание. ЙошкарОла: МарГТУ, 2002. 302 с.
2. Мазуркин П.М., Ильменев Г.Н., Салахутдинов Ф.Н. Закономерности кадастровой
оценки сельскохозяйственных угодий (на примере Республики Марий Эл):
Научное изд. Йошкар-Ола: МарГТУ-ФГУП МарГипрозем, 2002. 66 с.
3. Мазуркин П.М., Щербакова Е.А. Закономерности загрязнения природы: Научное
издание. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. 62 с.
4. Мазуркин П.М., Зверев В.И., Толстухин А.И. Статистическая гидрология: Учебное
пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. 274 с.
5. Мазуркин П.М., Бедертдинов Э.Н., Фадеев А.Н. Динамика рубок леса: Научное
издание. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. 218 с.
6. Мазуркин П.М. Дендрометрия. Статистическое древоведение. Учебное пособие с
грифом УМО. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003.Ч. 1. 308 с.
7. Мазуркин П.М. Дендрометрия. Статистическое древоведение. Учебное пособие с
грифом УМО. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. Ч. 2. –205 с.
8. Винокурова Р.И., Мазуркин П.М., Тарасенко Е.В. Закономерности физикохимических параметров древесины растущего дерева: Научное издание. ЙошкарОла: МарГТУ, 2004. 187 с.
9. Мазуркин П.М., Васильева С.И. Распределение площади эродированных земель
// Сб. докладов международной научно-метод. конф. «Экология - образование,
наука, практика». Белгород: БелГТАСМ, 2002. С.241-246.
10. Мазуркин П.М., Васильева С.И. Лесистость и распаханность территории /
Материалы II Международной научно-практической конференции «Экология:
Образование, наука, промышленность и здоровье» // Вестник БГТУ. 2004. № 8. Ч.
V. С.83-85.
1.