автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Эколого-экономические основы регионального управления

№

АКАДШИИ НАУК СССР ВСЕСОЮЗНЫЙ НЛУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСЮТ.! инстиш СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

На правах рукописи Экз. й

МШШЮВ Сергей Олегович

УДК 577.4:33:631 ЛЬ

ЭКОЛОГО-ЭКОНаЛИЧЕСЮ® ОСНОВЫ РЕГИОНАЛЬНОГО УШПНШИ (НА ПР1МЕРЕ ВОСТОЧНЫХ КАРЛ ¡(УМОВ)

CS5.I3.IO - управление в ооциальннх и экономических оиотегнх

Автореферат диоовргации на ооискание ученой степени кандидата экономических нчук

МОСКВА -1991

РбСота выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском институте системных исследований АН СССР

Научный руководитель:

доктор технических наук С.АЛЕГОВ

Официальные оппоненты: . .

доктор экономических наук Р.В.ИГУДИН

доктор географических наук А.Ю.РЕТЕШ

Ведущая организация: институт эволвционвой морфологии и

и вколотил нивотяых имени А.Н.Сэверцова АН СССР

Зашита диссертации состоится в_"_1992 г.

в час. на ааседании специализированного ученого совета К 003.63.02 при Всесоюзном научно-ЕССледовательоком институте систекяих исследований АН СССР по адреоу: 117312,г.Ыооква, просп. 60-летия Октября,9

С диссертацией ыокво ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института системных коследовании

АН СССР > "

Ученый секретарь спрпгелпянрованного совета !этгп.1шат экономических наук

о

В.Н.РЫСИНА

"V"

• I

: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

л I

'Актуальность а значение работа. Ускорение развития производительных сил, с одной стороны, и ограниченность пространства и эесурсов, с другол, определяют на современно;.! этапе особенности [ункционироваиия глобальной системы "природа-общество". Злемен-ш этой системи становятся сравнивши по динамике пропсходяи.пх 1 них процессов. Повышение энтропии природноЛ сред: начинест ¡называться на развитии социально;! подсистемы. Поэтому пробле-!а рационального подхода к природопользовании становится гее (олео значимой в общества. Человек все активнее выступает в росл управляющего элемента система и питается регулировать прп-юдно-хозялственныо связи.

Взаимодействие л сочетание природных и экономических лод-истем, функционирование которих обусловлено единством террито-ии и хозяйственного развития, в настоящее время все шире трак-уется в экологии и экономике как эколого-эконоиические «юте-ы (ЭЭС). Задача управления ЭЭС сводится к комплексу керопр:1я-ий различного характера, разрабатываешь на основе пс&сгороа-его изучения их конкретных типов. Аппарат исследования к приятия решений для управления природно-хозяйствешшма системз-и включает построение имитационной модели объекта, т.к. поста-овка эксперимента здесь невозможна. С практической точки зрения ее более актуальным становится исследование альтернатив хозяйственного развития на региональном уровне, что позволяет учесть зецишику и структуру производства, сложившуюся экологическую ,1туацию, плотность и состав населенна, обеспеченность природ-1ми ресурсами конкретного региона.

Большое значение имеет изучение проблем природопользование шдпих земель, зяиимаппих более трети территории зспного ш.чра и

долгое время подвергавшиеся разнообразное антропогенному во: стз;::о, одним из негативных последствий которого является опус кивание. Конференция ООН по проблемам опустынивания (ШКОД), тоявааяся в 1577 г. в Каироби (Кения), приняла "План действий: борьбе с опустыниванием", в котором большое внимание уделено комплексному гармоничному хозяйственному развитию аридных рог лов Оез разрушения окружающей среди. Советский Союз активно 5 ствуст в международной деятельности в области борьбы с опусть ванне:,!. Одним из направлении этого сотрудничества является ра работка комплексных схем экономического развития аридных реп нов страна, предотвращения и прогнозирования негативных проце сов, связанных с вмешательством человека в природные экосистс мы.

В Советском Союзе среди аридных территории болыиои пяте! для исследования природно-хоздпетвенных связен представляют I точные ¡-¡араку:,¡и, являющиеся восточной частью Низменных Каракз мои и протягивающиеся мекду долинами Г.'^ргаба и Амударьи с заг да на восток и от Заунгузских ¿Саракуыов до Обручевскон делыг севера па и. Восточные Каракумы расположены в подзоне юкшх пустынь умеренного климатического пояса, характеризуются тиш

для пустынных районов ггл.юдными условиями и широким рас пространением пастбищных ЭЭС.

Ооъектсм управления природопользованием являются конкре к'.;". системы взаимодействия отдельных видов социально-экономической деятельности я их сочетании с природной средой на раз! уровнях территориальной организации народного хозяйства. Это делает целесообразным исследование динамики ЭЭС в рамках единиц ад.ниг.'.стра тпбиог о деления; так как именно в рамках этих етг.шш сложшись органы управления, действенно влияющие на р;

ттио отраслей природопользования и формирование природоохраной деятельности. Почти вся территория Восточных Каракумов рас-юлояена в пределах Чарджоуской области Туркменской ССР, что щачительно повышает эффективность изучения ЭЭС региона.

Цель и задачи исследования. Цель работы состоит во всесто-шнем системном анализе пастбищных ЗЭС Восточных Каракумов и азработке научных основ управления ташоди системами на регио-альном уровне. В соответствии о поставленными целями автор от--емился решить следующие задачи:

- провести региональные исследования с классификацией и опи анием пастбищных ЭЭС;

- разработать модель функционирования пастбищных оЗС для осточных Каракумов;

- изучить возможные альтернативы развития в целях управле-ая ЭЭС региона.

Исследования проводились на базе Ропвтекскоа песчано-ггустин-эй станции института пустынь АН Туркменской ССР, где автор ра-зтал в 1986-88 гг. Для проведения детальных исследований был ¿брал модельный район юго-западнее г.Чардаоу (Чарджоускин ад-шистративиый район) о широким спектром пастбищных .ЗЭС, запинаний по площади более половины Восточных ¡Саракумов.

Научная новизна работы. В диосертадии впервые в результате ншензння метода системного анализа разработаны основы регио-(льного управления и имитационная модель функционирования паст-щных ЭЭС Восточных Каракумов, проведена типизация пастбищных Ю и рассмотрены альтернативные варианты их развития при разутой интенсивности и длительности хозяйственного использования.

Практическое значение работы. Изучение основ регионального 'рапления аридными пастбищными ЭЭС Восточных Кпрпкумов чплячт-

ся составной частью научной программы исследований эколого-зк комических аспектов природопользования Восточных Каракумов, р работанной в соответствии с программой 1ЛАБ ЮНЕСКО на базе инс тута пустынь АН Туркменской ССР. В результате проведенных раб накоплен значительный материал по состоянию природных ресуроо и хозяйства региона, системное изучение которого дает возможг-ность адекватно оценить сложившуюся экологическую ситуацию в пастбищных районах. Разработанная имитационная модель функцио парования пастбищных ЭЭС позволит конкретному пользователю, ц нимаювдму управленческие решения, при разработке сценариев ра: вития проигрывать альтернативные варианты и учитывать как ако. гические, так и экономические факторы развития. В связи с тем что проанализированные автором особенности функционирования ти битных ЭЭС носят во многом универсальный характер, они могут быть также использованы (с добавлением конкретных параметров) при планировании мероприятий по природопользованию в других вридннх регионах.

Апробация работы. Основные положения диссертации доклада-иэлясь и обсуадлись на научном семинаре на Репатекской песча! пустынной станции во время работы там,автора в 1986-88 гг., кг международных учебных курсах по охрана природа и борьба с опустыниванием (Москва, 1989 г.), на Всесоюзной конференции Ц9СЭ г.) "Гидрология-2ООО г.", на международном собэтско-полх спсм секинаре молодых ученых "Деятельность человека на охраняе территориям" (1990 г.), на заседаний отдела 7 ВШШСИ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы 7 печатных работах (список прилагается).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения 4 глчв и заключения. Диссертация содержит 130 страниц машино-

некого текста, 27 рисунков, карту, список литературы из Ь2 именований, советских и зарубежных авторов, программу имита-юиной модели функционирования пастбищной ЭЭС и результаты штациошшх экспериментов.

Автор благодарит сотрудншсов института пустынь АН Турк-¡нской ССР и Репетекской песчано-пустынной станции за псмощь работе.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность постановки задач следования эколого-экономических основ регионального унравле-я, применения метода системного моделирования при разработке емы функционирования пастбищных ЭЭС и изучения перспектив раз-тия пустынных районов Восточных Каракумов. Основным объектом следования являются пастбищные ЗХ Восточных Каракумов, для торых проблема рационального экологически обоснованного при-допользования является особенно актуальной в связи с экстренностью природных условий и давностью антропогенного воздей-зия, что способствует развитию процессов опустынивания. Опре-хены цели а задачи настоящей работы.

В главе I приводится общая характеристика эколого-экономи-:ких типов пастбищных угодий мира, площадь которых оцзшшает-в 2556 млн.га ( г.1ЪЪи« , 1985). Пастбищное скотоводство шодит к значительным изменениям природных экосистем, среди 'орых наиболее неблагоприятные последствия шеет опустынивание, [ровождащееся деградацией природных ресурсов и ухудшением ■опий жизни населения. Планирование развития и управление ро.понольяончнисм в чридних настоищних регирнчотчлкшмот-о ц^лым ¡'И/Юм ограничений - недостаток щп'рпдннх ресурсов, лпгопрнм /МЫП ц.'нзичрски'з .УСЛОВИЯ .'!:!13н''Л'-;!Т(!л1 1!Г","ТН ли,ле;1,

слаоаа изученность территорий, слабо развитая инфраструктура В связи с этим большое значение имеет системный аналвд и реа лизм при разработке подходов к планированию развития аридных регионов. В ¡сачестве одного из примеров систем планирования рассматривается система, разработанная в университете Аризон (США). Оценочные исследования и разработка основ управления вят задачу перехода на региональный уровень разработок.

Б главе 2 рассмотрены экологические факторы формирована пастбищных ЭЭС Восточных Каракумов, жаркий сухой климат, уси ленный ветровой режим, незакрепленность поверхности почв рас тельностью, наличие огромных площадей подвижного песчаного с; страта объясняют неустойчивость пустынных экосистем к антроц генному воздействию. Анализируются основные природные фактор! (рельеф, характер литологического состава поверхностных отложений, климатические особенности, растительный и почвенный ш ров), накладывакмдае отпечаток на акологическую обстановку эт< части Каракумов.

Восточные Каракумы располагаются в южной части 1Уранско1 низменности и представляют собой древнюю аллювиальную равнину Аиуллрьц. Рельеф пустыни представлен грядово-бархаиными пеокг ни, которые характеризуются ?гчотандем эоловых форм песчаногс рельефа, засоленных понижений и такыров. Характерными чертам* кл::мага является высокий уровень солнечной радиации, малая ос личность, среднегодовые суммы осадков незначительны (100-120 гысокие значения летних температур воздуха и испаряемости, не значительное количество осадков, совпадение периода активных ветров с сухим и жарким периодом года, когда пески иссушены н значительную глубину, способствуют активному протеканию дефля цнонных процессов и сильно затрудняют произрастание раститель кости.

Типы растительности Восточных Каракумов варьируют в зависимости от особенностей рельефа и литогеннои основы, lia закрепленных мелкобугристых песках в растительном покрове преобладает белый саксаул и осока, по долилообразшм понижениям - черныл саксаул, осока, однолетние травы, на подвижных песках распространены сообщества каидымовой формации. Преобладающим типом почв являются песчаные и супесчаные пустынные, для барханных песков характерна большая динамичность литогеннои основы, поэтому из-за большой подвижности субстрата примитивные пустынные почвы армируются только под крупными кустами кандыма. Типы растительности Восточных Каракумов различаются по запасам фитомассы. Наибольшие запасы надземной массы сосредоточены в осоково-разно-травно-однолетнесолянковых черносаксаульниках (живой 249,5 ц/га, мертвой 309,9 ц/га). В разреженных осоковых черносаксаульниках продуктивность живой массы снижается до 75 ц/га, мертвой до 32,7 ц/га. В саоковых белосаксаульниках запасы живой массы не проникают 24,0 ц/ra, мертвой 13,4 ц/га. Наименьшие запасы фитомассы характерны для разреженных кандышиков на барханных песках (0,8 ц/га живой и 0,2 ц/ra мертвой).

На основа изучения отдельных природных компонентов и данных комплексного ландсафтного картографирования(Гушш ц др., 1985) в пределах изучаемого региона выделяется четыре ландшафтных района - таксономических единиц, отвечающих выбранному уровню исследования и масатабу карты: Приапударьияская барханная полоса, крупногрядовые пески с долинообразякш понижениями и Сар-хашшми полями, бугристая песчаная равнина, Джилликумский песчаный массив. itixbjii из районов характеризуется специфическим набором экологических Факторов, сказывякгдих илияние не формирование ээс,-

Глава 3 посвящена анализу экономических (хозяйственных) факторов армирования пастбищам ЭЗС Восточных Каракумов (3.1) Почти вся территория эксплуатируется человеком гак пастбища да мелкого рогатого скота (овцы и козы) и верблюдов. По своей ценности пастбищные угодья очень неравнозначны: от малопродуктивных, занимающих около половины территории региона, до нормальных пастбищ со средними показателями емкости угодий. Рост поголовья и неравномерная обводнешюсть пастбищ приводят к их перегрузке. В Восточных Каракумах в связи с отсутствием водоводов и водоналивных ям, единственным водным источником являются колодцы. Обеспеченность ими пастбищ колеблется от 0,1 до 1,3 на 100 кв. ил. В результате концентрации скота на приколодезных участках исчезают вида, свойственные экосистемам закрепленных песков,и происходит (формирование монодоминантных сообществ из сорных растений. Вокруг колодцев образуются концентрические пояса выпаса, называемые пиосферой, соответствующие различным стадиям пастбищной дигрессии. Средний диаметр пиосферы в изучаемом регионе составляет 2 км, а расстояние между ними 7-10 к, Процессу опустынивания во многом способствует систематическая и бесконтрольная рубка древзсно-кустарниковой растительности на топливо.

Детальное изучение модельного участка потребовало его бо-леа подробной экономической характеристики (3.2). Чардаоусккй административный район, как и вся территория Восточных Каракумов, обличается монокультурой пастбищ, причем на одну голову мелкого рогатого скота (гол.м.р.с.), здесь приходится в среднем 7,6 га пастбиц, в то время как оптимальная площадь угодий, определенная по их продуктивности, должна составлять 13,8 га/ гол.м.р.с. Имеющиеся статистические данные по Чарджоуокому району позволяют провести оценку степени пастбищной нагрузки.

Збщая площадь пастбищ в районо составляет 13,3 тыс. кв. к«. Волызув часть пастбищных угодий (52,2%) занимают белосаксаулово-)соковые пастбища с продуктивностью (среднегодовым поедаемым запасом) 0,72 ц/га. Широко распространены астрагалово-селиново-»соковые (24,5$) а кандымово-осоковые (19,а%) пастбища с продуктивностью соотвстстве!шо 0,75 и 0,56 ц/га. Самой высокой проективностью характеризуются черносаксаулово-однолетнесолянко-1Ы8 пастбища с осокой, распространенные всего на 3,5% террито-1И11 модельного района. Для водопоя скота используются подзем-из и грунтовые воды,.реже привозная вода. На территории райо-:а находятся 116 водоисточшисов (101 колодец, 0 водосборных лощадок, 7 скважин) и 3 водопровода. Для каждого пастбищного асснвз модельного района была определена степень нагрузки, ко-оралгассчитивалась по следующей методике. Используя дашше по езокной продуктивности пастбищ и нормативы потребления кормов плотными (последние дали возможность сопоставить потребление ор:-а различными .видами скота), была рассчитана нормативная пло-адь выпаса ( за ) для одной овцы (га/гол.м.р.с.) для каждого риколодеэном пассива. Затем с помощью дашшх о поголовье ско-з а площади праколодезкых пастбищных угодий, была определена зктическая площадь выпяса ( ), приходящаяся на одну овцу га/гол.м.р.с.). Путем деления нормативной площади выпаса ( я ) 5 фактическую ( ) был получен коэффициент нагрузки ( К )

1я каждого из В4приколодвзннх пастбищных массивов. В случае на-

•р р

•~шчл пиосфер показатель определялся по формула > где

^ и Р2 фактические площади выпаса соответственно колодцев и 2.

В результате проведенных расчетов было выделено три стопе-I пастбищной нагрузки: слабая (¡(менее 0,6), умеренная (К-0,7-3), сильная (К более 1,4). Доля пастбищных угодий со с: та бой и

умеренной нагрузкой составила 36,2$ (соответственно 7,6 и 28,6$), перегруженных пастбищ - 63,Ь%. Рассчитано, что если бы все пастбища района эксплуатировались круглый год (этого не пр исходит в основном из-за того, что колодцы о соленой водой ыоз но эксплуатировать лишь в осенне-зимний период ), то доля пера груженных пастбищ возросла бы почти до 9С$.

Глава 4 посвящена использованию методов системного анализ, для изучения процессов функционирования пастбищных ЭЭС и состо. ит из трех разделов. В одном из разделов (4.1) анализируются принципы классификации и методы картографирования пастбищных ЭЭС, дается их характеристика.

ЭЭС рассматриваются как определенные участки земной повер: ности, характеризующиеся структурно упорядоченным сочетанием щ родных и хозяйственных компонентов, которые благодаря тесное взаимодействию образуют относительно целостные, визуально обос! ленные в пространстве и устойчивые во времени территориально системы. При этом современное своеобразие ЭЭС запечатлено в характере антропогенной трансформации ее природной оснош. Предлагаемая концепция основана на следующих положениях. Во-первых, природная основа любой ЭЭС должка рассматриваться как безусловный базке конкретной хозяйственной деятельности, ибо именно прг родная подсистема обладает той подвиино-равновесной структурой, в которую ради реализации оптимального природопользования должны '"Еиисыпа'шзя" к "встраиваться" хозяйственные структуры и прс цесон (Шлаакий и др., 1984; Трофимов и др., 1985). Непонимание или игнорирование этого принципа природопользования - главная причина всех локальных и региональных экологических проблем. Во-вторых, в концепции ЭЭС первостепенная важность придается выявлению и всестороннему учету всей иерархии современной организации ЭЭС суши, т.к. именно оптимальная глобальная природно

хозяйственная структура земного пространства - г.'авнай гарант устойчивости к подвижной равновесности современной геооиао«<в;'ь. Такие взаимосвязанные и ревнованные принципы природоцодьзошнп .• (глобальный и локально-региональный) закладывают предпосылки для конструктивной реализации широко известного в наше время4 но подчас абстрактно звучащего девиза экологически выверенном человеческой деятельности, мыслить глобально, действовать локально.

Предлагаемая концепция была использована при изучении к классификации пастбищных ЭЭС Восточных Каракумов, что позволяет применять системный подход для решения частных задач организации природопользования на региональном уровне. Положенные принципы дифференциации ЭЗС и их структурной организации учтены при создании карты "Пастбищные ЗЭС модельного района Бис точных Каракумов" в масштабе 1:3001)00. При классификации природной подсистемы ЭХ' были выделены ландшафтные районы, используемые как основные таксономические единицы картографирования природных комплексов в данном масштабе. Подразделение единиц экономической подсистемы проводилось в зависимости от типа пастбищ и их кормовой базы (поедаемого запаса кормов), а также от интенсивности их использования, оцениваемого по коэффициенту пастбищной нагрузки.

В легенде карга, имеющей вид матричной таблицы, но вертикали расположены ландшафтные районы, показанные на карте таимой цветов. Ирапая часть таблицы представляет собой классификации экономической поло истоми я типов 330, рдеппло.трнинх кок бн на пересечении :»'.Рчогической и эгтюмлчеокщ! uonoL'tvmi. beer о было 1->!П;\1!'1!0 1:1 Tl'lIOli leie'lilWiH'IX . li-'Will ilf^fDl И^КТЯН ИЗ K:i(.

'It- I f H e f Г г i !J lipo'U\'in П1МЧ( ИйП'ГОП ЛПМЖНгцрСО рф'мЧП и особей -У "ОИ , ) KMV!.)!».• Mlli|4l Нв'-у P KirlopH'HUH) « lUmiifv.ti'.'Ü lüueiiuv] CMe ,

буквенные обозначения и арабские цифры используются для харак геристики экономической подсистемы.

Более половины типов пастбищных ЭЭС является саксауловым распространенными только в одном ландшафтном районе крупнотря довых песков с долинообразными понижениями и барханными полям (IIa 0, IIa 1, lia 2, Us 3, IIb I, Пв 2). Такие ЭЭС занимают 55,7 площади всех угодий. Они отличаются средней (белосаксаулово-осоковые), иногда высокой (черносаксаулово-однолетнесолянковы с осокой) продуктивностью. Для этих типов ЭЭС характерны разл ные степени пастбищной нагрузки - неиспользуемые (необводоеня и заброшенные), средняя, умеренная и сильная.

Каидымово-осоковне пастбищные ЭЭС встречаются во всех ла шяфтных районах (16 О, 16 3, Пб О, Пб 3, Шб 0, Ыб 3). Они воз: кают на маете вторичных пастбищ (антропогенные модификации бе. саксаулоно-осоковых), нарушенных выпасом и вырубкой (Николаев 1987).

Для этих ЭЭС характерна низкая продуктивность и, как пра. ло, либо сильная пастбищная нагрузка, либо они являются "кэнд датами" в разбитые барханные пески, представляют собой неудоб заброшены и не используются. Обычно это пастбища П и III степен; дигрессия. Лстрагалово-селш-о. о-осоковые ЭЭС, наименее качественнее и малопригодные для стсото, либо не используются либо перегружены.

Слэдугаий раздел этой главы (4.2) посвящен изучению меха] мя функционирования и моделированию пастбищных ЭЭС. Моделировг ние динамики развития системы предполагает ее качественное определение (вербальная модель) и количественное опиоание взаим( действия во элементов или собственно математическую модель (П) ображеисиий и др., 1988; Холинг, 1981; Форрестер, 1978). Качественная характеристика системы, от которой во многом зависит

товерность полученных результатов помотает правильно организовать информацию о системе, определить место системы в структурной иерархии и выбрать основные переменные модели, формализовать спязи элементов системы (Природа моделей и модели природа, 1985),

На основании изучения разнообразных вертикальных и горизонтальных связей объекта изучения (пастбищной ЭЭС) показано его место в структурной иерархии систем более высокого и низкого уровня. Пастбищная ЭЭС регионального уровня представляет собой дополнительную горизонтальную ресурсную систему, образуемую ресурсной подсистемой (РП) и подсистемой-пользователем (ЯП).

Подробно рассматривается механизм функционирования пастбищной ЭЭС и взаимодействия ее элементов. На систему такого типа действуют как внешние (климат), так и внутренние (шиас скота) шумы. При отсутствии выпаса система развивается под действием сил организации (внесшего шума) и самоорганизации, т.е. программы, заложенной в самой системе (Арманд, 1968). lía поверхности песков образуется корка с участием мха (карахарсанг). Происходит разрастание густой дернины ссокп, что приводит к угнетению и отмиранию многих пастбищных растений и снижению продуктивности. Система развивается в направлении .относительной стабилизации или климакса. Появление выпаса (внутреннего шума) вносит коррективы в происходящие процессы. В результате нагрузки увеличивается увлажнение почвы и активизируются процессы фотосинтеза, разбиваются поверхностные корки мха, улучшается перенос и заделка семян (Нечаева, 1981). Это вызывает увеличение продуктивности пастбищ, что, в свою очередь, позволяет увеличить количество выпасаемого скота. Здесь работает механизм обратной связи пвтоката-лвтичеекпго типа ( | ), управлявший развитием настбищнои 1*43 и приводящий ее к оптимальному состоянию шкештьной продуктивности угодий. 13 случае дальнейшего увеличения мпгругч'.и р.ют'щ-

ется отрицательная обратная связь ( * регулятор). Она складывается из положительного воздействия ресурсной ниши на свой ц нтр (подсистема - пользователь) и отрицательною обратного во действия. Уплотнение, разбивание и нарушение структуры почв, повреждение и вытаптывание растительности препятствуют ее про расташш и способствуют падению продуктивности пастбищ. Конеч система пытается уменьшить шум. Такой отрицательный эффект монет предотвращаться благодаря многим свойствам растений, обеспечивающим их устойчивость и отчуждение растительной массы, т кем как, например, свойство растений усиливать интенсивность тосинтеза при отчуждении значительной .части (до 50%') листьев, счет чего компенсируется уменьшение площади фотосинтезирующей поверхности. В случае, если это не удается, снижение продукта иости пастбищ ограничивает возможности выпаса. Таким образом, пастбищная ЭЭС представляет собой саыорегулируемую автокатали тическуп систему с внутренним ограничителем (рис. I).

Регулятор обратной связи (ограничитель) системы включает но сразу, а на определенном этапа процесса. Он регулирует уро пень внутреннего шума и придает автокаталитической система не обходимую устойчивость, удерживая ее в стационарном состоянии Б случае превышения порогов-:л уровня шума количество свобода энергии, которое система может затратить на его нейтрализация: недостаточно и регулятор обратной связи перестает функциони-роьчть. Энтропия системы растет, последняя переходит в новое чесгярнное состояние. Пастбищные ЭЭС с нарушенным механизмом обратной стигзй относятся к Ш стадии пастбищной дигрессии и ыр стчпляют собой разбитое пески, их общая площадь составляет 4, тис. кн. км (1.6$ влей территории Восточных Каракумов, Вейисог и др., 1987).

-"-информация (обратная связь)

+ знак связи

Рис. I. Механизм действия обратной связи пастбищной ЭЭС

Вии шбраны основ1ше переменные модели. Ресурсную подспо-тему характеризует переменная продуктивности пастбищ Р, внра-~анная через запас кормов на единицу площади угодий (ц/га). На динамику продуктивности оказывают влияние гак природные факторы ^ так п антропогенные. Воздействие антропогенного фактора проявляется главным образом в поедания скотом растительных кормов, что учитывается через функциональную зависимость изменения продуктивности з относительного показателя нагрузки К, рассчитаетемого (в ц/га) при помощи норматява потребления корнов различными видами скота.

В модели на просле.тавается непрерывный временной (динамический) ряд, т.о. время как переменная не участвует, однако наличие данных за 5, 10, 15 лет позволяет отолеятопть дилдгтчку продуктивности за такие интервалы.

На основе рассмотрения всех переменных молили ттп-то

ее уравнение:

Рг = Ро + Д Р ДР =Г(и,К)

г да Р{ - продуктивность пастбищ через период (5, 10, 15 лат), ц/га

Ро - начальная продуктивность пастбшц, ц/га, J - внешние климатические перемешше, М - поголовье скота, гол.м.р.с., К - коэффициент пастбищной нагрузки, 5 - площадь пастбищных угодий, га, *

V - стоимость валовой продукции животноводства, руб., п - норматив потребления кормов, ц/гол.м.р.с., с( - стоимость единицы продукции, руб.

Модель сводится к нелинейному дифференциальному уравнения а порядка:

л0 Апг иг* ВРо-^п N

д Р =----- + С ( гда

А, Ь, С - коэффициенты квадратного уравнения, ц/га

Н случае, если А Р—~ П11, дифференциальное уравнение шдее! решение при К = I, Действительно, в случае учета корыово нормы 1ЦИ1 распределении скота но угодьям, т.е. при К - I (опти малыши нагрузка) отчуждение растительности не приносит ущерба а ле может снизить ье продуктивность. Однако, на практике зада чн нь споцися к решении дифференциального уравнении для ф.шсси ьмышх значгнн^ N1 и Я , г.к. оти ■н-.-ременние постоянно меняют

II тему же в каждой пастбищной ЭЭС сложилась своя специфическая ситуация воледствие недоучета производственниками приролнчх условий, неравномерного обводнения пастбищ, неправильного распределения скота.

Модель не сводится к оптимизационной модели, а является имитационной и должна давать прогноз функционирования пастбищной ЭЭС. Разработанная модель работает в диалоговом реяпме. Модель реализована на языке турбо си и записана на гибком диске, объем информации 200 килобайт. В модели предусмотрена организация банка данных и швод информации как в цифровом, так и в графическом виде. Модель включает климатический блок и блок продуктивности пастбищ (рис. 2). В климатическом блоке пользователь, обладающий достаточно простым набором данных по климату модельного района, получает значение начальной продуктивности дая конкретного пастбищного массиса. Основной блок модели - блок продуктивности. В этом блоке производятся расчет итого-лой продуктивности заданного пастбищного массива после Г,,10 и 15 лет янпася, дается экономическая оценка хозяйственной деятельности человеку.

Модель адекватно отражает взаимосвязи, сложппсч'еоя в ЭЭС, и в будущем еа можно при наличии статистических данных расширить для изучения ЭЭС с различными сельскохозяйственными культурами, а не только при монокультуре пастбищ. Существует опыт создания моделей с учетом биологического опока (Кирота, 1986), в перспективе мояет быть такле расширен почвенный блок. Расширению может подлежать также блок экономических переменных, в первую очередь за счет учета характеристик рыночных механизмов. В таком случае рассмотренный вариант модели мокпт отят* подмоделью большой региональной модели функционировании прид-ных ЭЭС. Такая модель будет включать банк рягпомлы'пй пмТпр-млции, банк стандартизованных моделей, блок сш|т»зч пмт-пг-дл."^-.

1в -

нет

шюц ДАН1ШХ по

1 ушу.ату / \

\

\

шок расчета начальной нролук'пцзности шу'тшщ

выход:

начальная

иродуктивнос'и

ввод ланшх по

начальной

продуктивности пастбищ

блок расчета итоговой

продуктивности пастбищ и динамики валовой продукции ыштноюдства

.1шход: итоговая ■продуктивность пастбищ и валовая проду1сцпя ы1в01ноиод.'тва

- \ кгашц

Сзгша али^.шьу иилва« Фуакциоынроьааня

Последний раздел главы 4 (4.3) посвящен проблемам управления пастбищными ЭЗС и разработке сценариев ретнального тш. Необходимым условием успешного- принятия решений в целях управления природопользованием является анализ альтернатив развития района. Эта процедура включает формулировку альтернативных сценариев развития и проведения имитационных экспериментов.

Для исследования динамики функционирования пастбищных ЭЭС было выбрано шесть следующих сценариев ах развития, каждый из которых задавался новым значением переманной К, характеризующей пастбищную нагрузку:

1. Сохранение существующего режима использования пастбищ (поголовье без изменений, коэффициент нагрузки К=2, т.е. К-К an - фактическому);

2. Установление заповедного реяима (выпас отсутствует,

К=0);

3. Нор*зата21шЗ режим (оптимальная нагрузка, K-I)j

4. Уизньсениэ пастбищной нагрузки (поголовья) за счет об-иоднвяая пастбищ , т.о. К=1,3);

5. Увэлнчоипз паот&щяой нагрузка без обводнения пастбищ (K=I,5 Kqs шш K=3)i

6. Сильное увеличение пастбищной нагрузка (К=2К>»илн К^4).

Развитие каракулеводства в регионе молет приносить огромные

прибыли при сравнительно небольших затратах за очет практически бесплатных паотбапушх кормов и ценности каракуля т мировом рынке. Имнтационяыэ эксперименты показали, что даже в олояпв^йся оитуации, когда пастбища перегружены в 2 раза, животноводство региона дает 1,5 ыян.руб. прибыли в год, что составляет 5,5 pyWa при стоимости валовой продукции 3,5 млн.руб. (12,5 pyrf/n). Плст-бищз еще не настолько истощены, чтобы ситуации оценить *лк ич«^. рофическую. Через 15 лет потери составят 150 тно.руб. чр^лчтп

(0,6 руб/га). Если сопоставить приведенные цифры, становится очевидным, что потери не так велики - менее 1% годовой стовдоо тн валовой продукции. Тем не менее нельзя не принимать во вшах нив, что игнорирование экологического фактора мояет привести к непредсказуемым последствиям, т.к. в дальнейшем темпы деградации пастбищ могут возрастать по экспоненте>таблица.

При установлении заповедного режима и отсутствии выпаса ь первый годы происходит восстановление пастбищ и -увеличение их продуктивности, хотя часто возникающие моховые корки затрудняют восстановление травянистого покрова. Отсутствие выпаса-сказывается на экономической подсистеме и выражается в потере прибыли. В дальнейшем наступает период угнетения растителышсп и снижения продуктивности пастбищ,.В будущем при введении допо; нательных параметров в модель возможна формализация.зкологичоо-кой составляющей неиспользуемых пастбищ при организации на них охраняемых территорий. При осуществлении нормативного'выпаса в уменьшении поголовья скота в 2 раза теряется 2 млн.руб. прибили в год. В случае, если нормативный выпас будет достигнут за счет восстановления деградированных пастбищ, егегодна& прибыль составит 6 млн.руб. и еще через 2-3 года станет возможны;,! пе- . рвход к оптимальному экологическому реяиму. Затраты на вооота-новлеинз пастбищ окупятся уке через год, что позволит в дальнейшем получить значительные средства на обводнение пастбищ.

Одной из разновидностей нормативного выпаса в перспективе мокет стать вольное и полувольное-дичеразведение,'

Среди перспектив развития района большое значение имеет иоисчшшше пастбищ, т.к. необводненныш остаются ЬОО ООО га (3;!;. территории модельного района). Для проигрывания этого сценами.! Сила учтена стоимость строительства и эксплуатации шахтам к «ги/шица й уеломшх ыг.дилыюго района. Затраты На обводне-

Таблица

ВЫХОДНЫЕ .ДАННЫЕ ИМИТАЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Площадь пастбищных угоди]! 273 900 га Поголовье мелкого рогатого скота нз ООП Средняя продуктивность настбищнчт .угодий 0,73 ц/га

Снижение стоимости валовой продукции животноводства (руб.)

Снижение чистого дохода яиботно-водетва (руб.)

сценарий I 5 лет 238 500 102 240

10 лот 299 400 128 340

15 лет 352 800 151 200

сценарий 2 5 лот 57 100 24 480

10 лет 81 100 34 740

сценарий 3 5 лет 7 900 3 400

10 лет 7 900 3 400

сценарий 4 5 лет НО 900 47 520

10 лет 174 300 74 700

15 лот 196 100 84 060

сценарий 5 5 лет 342 700 Мб 801)

10 лет 431 300 184 860

15 лет 501 ООО 215 ООО

сценарий 6 5 лет 618 780 2Г-5 190

iiue могут составить 1,3 млн .руб. Новые обводненные земли буд давать прибыль около 2,Ъ млн.руб. в год, т.е. в 1,5 раза бол ше и затраты окупятся менее чем за год. Кроме того, при пера распределении поголовья будут предотвращены потери от пероЕЫ паса, которые составляют порядка 40 ООО руб.

lia основании анализа различных альтернатив развития дел ется вывод о том, что прибыль, получаемая в результате проот увеличения поголовья баз проведения работ по восстановлению ; ооводнешш пастбищ, будет временной и несоизмеримой с потеря! которые в первые 10 лет будут невелики. (0,1-0,3 руб/га), ода) в последующие годы будут расти по экспоненте. Естественно, ч1 эти расчеты не могут отражать всего многообразия возможных о; гуаций, т.к. не учтено падение курса рубля, которое знача тел; повышает рублевую стоимость экспорта. Характерно, что в coon ствии с расчетами все капиталовложения, привлекаемые в эту о1 расль хозяйства, быстро окупаются и дают значительную прибыл В заключении сформулированы основные выводы работы: I. Взаимодействие и сочетание природных и хозяйственных объектов, функционирование которых обусловлено единством тер; Юрии и ее хозяйственною развития, необходимо трактовать Kai эколого-окшюшческие системы (ЭЭС), изучение которых необход но для разработки научно обоснованного.управления процессами природопользования;

'¿. Изучение пастбищных ЭЭС Восточных Каракумов, их класс аикаинл и картографирование позволили выделить на территории ыолрлышго Чирдаоускою района 16 типов пастбищных ЭЭС. Болы: «шить района занята белосаксаулово-осоковыми пастбищными ЭЭС upfep.iu.îi продуктивности и чернооакоаулово-однолетпосолянковыым

uc'Ir.Ul:/цЦСЮТЙ НрОДуКТШШОП'П!}

3. ;'лн хиьчктеристики экономический подсистемы ЭЭС в ка-

честве основных параметров использованы продуктивность пастбищ (среднегодовой поедаемый запас) и коэффициент пастбищной нагрузки. Последний был рассчитан по оригинальной методике для 84 приколодезных пастбшщшх массивов, что позволяет сделать вывод о преобладании (63,8$) ЭЭС с сильной пастбищной нагрузкой.

Как показала матрица к карте пастбищах ЭЭС в ряду бело-саксаулово-осоковых ЭЭС отмечен наиболее широкий спектр сочетаний параметров экономической подсистемы; что объясняется их площадным преобладанием и разной степенью хозяйственного использования. Остальные типы ЭЭС, как правило, отличаются меньшим разнообразием коэффициента нагрузки - это либо неиспользуемые угодья, либо - сильно перегруженные;

4. Пастбищные ЭЭС регионального уровня занимают промежуточное положение между ЭЭС более высокого и низкого ранга (глобальными и локальными) и представляют собой саморегулпруемую автокаталитическую систему с внутренним ограничителем;

5. Пастбищная ЭЭС рассматривается как ресурсная систем, состоящая из ресурсной подсистемы и подсистемы-пользователя. Изучение переменных модели позволило представить ее в виде нелинейного дифференциально!о уравнения Я порядка. Она является имитационной, работает в диалоговом режиме и адекватно отражает взаимосвязи, сложившиеся в ЭЭС;

6. Имитационные эксперименты показали, что в условиях экстенсивного хозяйства сохранение нынешнего режима пастбищеполь-зования перше 10 лет будет давать значительные прибыли -1,5 млн.руб. в год при стоимости валовой продукции 3,5 млн.руб в год. Это обусловливает тенденцию сохранения существующего поголовья во многих хозяйствах. Однако, такие пастбиачне нагрузки, а тем более их увеличение (в соответствии со сценариями в 1,5 и 3 раза) приведут к значительному истощению пастбирпих

земель в будущем. Таким образом, получаемая прибыль окакотся временной и несоизмеримой с потерями продукции, которые будут расти по экспонента. Введение нормативною выпаса и сокращенна поголовья скота в 2 раза само по себе приведет к потерям 2 млн прибыли в год. Поэтому наиболее перспективным предетавляетоя вариант обводнения пастбищ и сокращения нагрузок в 1,5 раза, при котором затраты на проведение работ по обводнения окупаются очень быстро (менее чем за 2 года), а прибыль увеличивается в 1,5 раза. В случае, если нормативный выпас достигается за счет восстановления деградированных пастбищ, ежегодная прибыль также будет значительной (6 млн.руб в год), а через 2-3 года станет возможно перейти к оптимальному экологическому режиму и получить средства на обводнение пастбищ;

7. В связи с тем, что особенности функционирования пастбищных ЭЭС носят в основном универсальный характер, данные настоящего исследования могут быть использованы при планировании развития для других аридных регионов, •