Тема 3 Соціоекосистеми і методи їх дослідження

План лекції:

1. Поняття соцыоекосистеми.

2. Загальна схема системного підходу до вивчення соцыоекосистем.

3. Ієрархія і структура компонентів соціоекосистем.

4. Динаміка і розвиток соціоекосистем

5. Шляхі досягнення динамічної рівноваги в соціоекосистемах

6. Середовище життя людини. Поняття урбанізації. Недоліки і переваги великих міст і агломерацій

7. Особливості динамічних процесів у містах і стратегія оптимізації функціонування урбоекосистем

8. Соціоекологічне моделювання - ведучий метод дослідження прикладний соціоекології

9. Застосування імітаційного моделювання для рішення соціально-екологічних задач

3.1. Поняття соціоекосистеми

Об'єктом дослідження соціоекології є антропогенно-природні (господарсько-змінені) екосистеми чи соціоекосистеми.

Глобальна соціоекосистема - це сформована в межах біосфери нашої планети система "суспільство-природа", що включає географічну оболонку Землі і все людство.

Глобальна соціоекосистема складається з регіональних і локальних соціоекосистем. Однією з найважливіших умов, що забезпечують саморегуляцію цих систем, є наявність у кожній з них більш-менш автономного центра, що керує соціально-економічним розвитком даного природно-господарського комплексу, погодженим з розвитком суміжних соціоекосистем.

Регіональні і локальні соціоекосистеми - це територіальні системи, що поєднують людські популяції з усіма продуктами їхньої діяльності і навколишнім природним середовищем в межах більш-менш автономно керованих адміністративно-господарських одиниць різного рангу - держав, адміністративних областей і районів, міст і сільськогосподарських підприємств. Навіть дрібні індивідуальні присадибні господарства є мікросоціоекосистемами, динамічна рівновага яких необхідно забезпечувати шляхом раціонального природокористування.

Границі регіональних і локальних соціоекосистем, як правило, не збігаються з границями природних територіальних комплексів - геосистем

3.2 Загальна схема системного підходу до вивчення социоэкосистем.

Як інструментарій дослідження в соціоекології застосовується системний підхід.

Система - це будь-який реальний чи мислимий об'єкт, якій складається з елементів, зв’язаних між собою певними взаємовідносинами.

У свою чергу, кожен елемент може розглядатися як самостійна система нижчого рангу, кожна система може бути охарактеризована як елемент системи більш високого рівня.

Як система найвищого рангу в соціоекології розглядається глобальна соціоекосистема чи система "суспільство-природа". Системами нижчих рангів можуть бути регіональні соціоекосистемы, починаючи від державних і закінчуючи місцевими локальними.

Деякі загальні властивості систем:

1) Емерджентність - ступінь незвідності властивостей системи до властивостей окремих елементів, з яких вона складається. Властивості системи неможливо осягти лише на підставі властивостей складових її частин. Вирішальне значення має саме взаємодія між елементами. По окремих деталях машини перед зборкою не можна судити про її дію. Вивчаючи по окремості деякі форми грибів і водоростей, не можна пророчити існування їхнього симбіозу у виді лишайника.

2) Принцип необхідної розмаїтості елементів - система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів, позбавлених індивідуальності. Розмаїтість мікроскопічних властивостей частин системи, наявність у ній різних фазових станів речовини визначає гетерогенність системи.

3) Стійкість- перевага внутрішніх взаємодій у динамічній системі над зовнішніми визначає її стійкість і здатність до самозбереження.

Системи, елементи яких взаємозалежні переносами (потоками) речовини, енергії й інформації, звуться динамічними.

Динамічні системи є принципово відкритими. Перенос інформації можливий тільки в них. Будь-яка жива система являє собою динамічну і, отже, відкриту систему.

4) Принцип еволюції - виникнення й існування всіх систем обумовлено еволюцією. Динамічні системи, що самопідтримуються, еволюціонують убік ускладнення організації і виникнення системної ієрархії - утворення підсистем у структурі системи.

Основні типи поводження, що спостерігаються в системах:

Нехай фактор А с перебігом часу спочатку зростає, а потім починає зменшуватися. (хід температури за час вегетаційного періоду, зміна родючості ґрунту за ряд років). Є інший фактор В. Він може бути не зв'язаний з фактором А и не реагувати на його зміни (0-зв'язок).

Якщо зв'язок між ними існує (це можна представити як А → В, можливі варіанти цієї залежності.

В одному випадку зміни А приводять до односпрямованих змін В: А → ⁺В₁. Знак + тут означає саме односпрямованість змін. Так, продукція землеробства випливає з родючісті ґрунту, а швидкість росту теплолюбних рослин - з ходу температури.

В іншому випадку зміни А приводять до протилежних змін В: А→^–В₂. Це противонаправлений (негативний) причинний зв'язок. З ростом числа комах-шкідників падає врожай плодів у саду.

Наявність негативного причинного зв'язку зовсім не означає, що це обов'язково якийсь поганий вплив: варто розрізняти спрямованість впливів і якісний результат.

Негативні зворотні зв'язки мають велике значення . На принципі негативного зворотного зв'язку побудовані всі механізми регуляції фізіологічних функцій у будь-якому організмі і підтримка сталості внутрішнього середовища і внутрішніх взаємозв'язків – гомеостазу будь-який авторегуляторний системи. Всі екологічні системи включають контури негативних зворотних зв'язків.

Контури позитивних зворотних зв'язків не тільки не сприяють регуляції, а навпаки, генерують дестабілізацію систем, приводячи їх або до гноблення і загибелі, або до росту, що прискорюється, за яким, як правило, також випливають зрив і руйнування системи. Так, нарощуючи виробництво і застосування пестицидів, ми через якийсь час зіштовхуємося з підвищенням стійкості шкідників до отрут і їхнім посиленим розмноженням через те, що виявилися отруєними їхні природні вороги в природі - птаха.

"Найпростіший" контур взаємодії "людина - природа":

^Л₊ ^↔_–^П(-)

Будучи системою з негативним зворотним зв'язком (-), вона повинна бути такою, що самопідтримується, авторегуляторною. Людина неминуче гнітить сам себе за допомогою гноблення природи (ресурсу) і для того, щоб цього уникнути, змушений порівнювати свій апетит з ресурсами породи. У дійсності в даний час ця система не равновесна і не стійка: сильний прямой негативний зв'язок Л→-П не врівноважується слабким позитивним зворотним зв'язком. Л+←П. Людина (хижак) поводиться так, начебто майже не випробує обмежень і опору з боку природи (жертви, ресурсу).

"Розгорнемо" компоненти системи в такий спосіб:

Економика

Людина

Біота

Середовище

+

+

–

(+)

(–)

+

+

+

Тут система "Природа" підрозділена на біоту - сукупність усіх живих організмів біосфери - і на їхнє середовище, включаючи середовище людини. А система "Людина" підрозділена на власне людину й економіку.

Контур Л має позитивний знак, оскільки взаємозалежність між людьми й економікою позитивна: людство росте і нарощує виробництво продуктів - ресурсів для свого подальшого росту. Другий контур П має негативний знак, тому що взаємодії між організмами і середовищем у природі в цілому превосходно урівноважені: біота біосфери володіє середоутворюючою функцією і точно контролює властивості власного середовища, а умови середовища лімітують збільшення маси біоты. Вплив людського господарства на біосферу протинаправлено (негативно), а стан середовища і людського співтовариства сполучені позитивним причинним зв'язком. Контур усієї суперсистеми має негативний знак. Але й у такому виді модель не відбиває усіх важливих особливостей взаємодій.

На наступному етапі ми рятуємося від блоків і розглядаємо всю систему як єдиний контур причинних зв'язків.

Система "Людина - Економіка - Біота - Середовище"

Уся жива природа, сукупність живих організмів біосфери Землі представлена на схемі як "Біота" (Б). Під "Середовищем” (С) мається на увазі і природне, і навколишне людини середовище як сукупність умов обитания, що безпосередньо впливають на людей. "Людина" (Л) представляє все людство. Нарешті, "Економіка" (Е) позначає все людське господарство, усі матеріальні і ціннісні суб'єкти і форми господарської діяльності (включаючи ресурси надр, виробництво, техніку), які прямо чи побічно впливають на природу планети і навколишне середовище людини.

Двосторонній зв'язок "людина - економіка" - позитивний зворотний зв'язок. У XX ст., особливо в другій його половині, ця система знаходилася в стані експонентного росту.

Зв'язок "економіка-біота" у даній моделі однобічна, має негативний знак, оскільки економіка виступає в цьому зв'язку винятково як споживач і порушник. А біота як ресурс володіє кінцевим, хоча і великим обсягом і пасивна стосовно визискувача - економіці. Здійснювані людиною відбудовні зусилля і повернення речовин, що можуть бути використані в природному круговороті, незначні в порівнянні з обсягом вилучення і псування природних ресурсів.

Такий же характер має зв'язок "економіка-середовище". Відмінність полягає в іншому співвідношень "псування" і "вилучення". Темпи забруднення набагато перевершують здатність природних систем до очищення середовища. Саме ця здатність живої природи - формувати і регулювати середовище відбита в моделі позитивним зв'язком "биота>+ середовище", а дія середовища, що лімітує - негативним зв'язком "середовище>-биота".

Зв'язок "середовище>+людина" практично однобічна і позитивна, оскільки благополуччя людини істотно залежить від стану середовища, але поки ще не так помітно, як у природі, лімітується ресурсами і факторами середовища. Вплив. людини на биоту і середовище практично цілком опосередковано економікою. Не показана на схемі безпосередньо цілому система ЛЕБС має негативний знак, тобто має властивості контуру з негативним зворотним зв'язком і повинна бути здатної до авторегуляции.

Благополуччя людства обумовлене двома позитивними зв'язками: Е>+Ч и Ч+<С. Ріст економіки супроводжується ростом її шкідливої дії - збільшенням негативного техногенного тиску на природу і навколишнє середовище, а через них і на людину.

Здатність системи ЛЕБС до авторегуляции і стабілізації заснована на об'єктивних законах природи. Але ця здатність не влаштовує людину, тому що він не любить обмежувати себе. Він знайшов небувалу для живих істот споживчу міць і звик "скоряти природу", брати від її усе більше і більше, не зважаючи на її опір і відповідні удари. Тому зараз уся система вкрай неравновесна. Але цей тимчасовий стан. Він не може продовжуватися скільки завгодно.

Мільярди років існувала стійка система Б _<=>+С, і наші предки порівняно недавно природним шляхом ввійшли в її співтовариство. Два мільйони років вони жили в згоді з природою, споживаючи тільки те, що їм було виділено по природному законі. Але поступово вони створили хитливу, швидко зростаючу систему Ч + <=>+ Е. І всего два сторіччя - мить по масштабах еволюції - вона нарощує конкуренцію з її природною системою, що породила, знищуючи інші види, захоплюючи чужі ресурси, здійснюючи глобальний экоцид. Видимо, у межах такого ж масштабу часу за законом зворотного зв'язку вся суперсистема повинна стабілізуватися, стати рівноважної. Це неминуче. Питання лише в тім, чи збережеться при цьому вся структура ЛЕБС чи залишиться тільки БС - пограбована і знівечена людиною природа планети, який знадобляться мільйони років, щоб залікувати рані, але яка вже ніколи не стане колишньої.

Соціальна психологія відкидає такий варіант - шлях апокаліпсиса і загибелі людства. Але тоді виникає друге питання: який повинне стати стабілізована й урівноважена система ЛЕБС і яка участь у цій стабілізації повинна прийняти людина - самий активний елемент системи? Чи розуміють люди і чи погодяться вони з тим, що стабілізація повинна відбуватися в основному за їхній рахунок? Адже саме людина запустила бумеранг техногенеза по замкнутій орбіті ЛЕБС і зараз знаходиться під його ударом, опосередкованим навколишнім середовищем. Уся система ЛЕБС, і природа, і людство знаходяться зараз у крапці біфуркації, може бути, самої драматичний в історії Землі. Необхідний вибір нової розумної стратегії. Цей вибір стає найважливішою задачею людства. Але можливості вибору дуже обмежені.

По-перше, тому, що система ЛЕБС являє собою досить тверду конструкцію з консервативними зв'язками. Головні труднощі полягають у неможливості радикально змінити систему шляхом додавання чи виключення контурів зворотного зв'язку. Можна тільки впливати на силу наявних зв'язків. Але і це нелегко.

По-друге, обмеження вибору встановлюється консерватизмом біологічної сутності людини. Хоча в представленій моделі людина як компонент системи відділена від живої природи, у дійсності вона зв'язана з нею такою безліччю ниток, що не може обрати тверду стосовно природи стратегію виживання. У відомому змісті (з екологічної точки зору) людин може бути протипоставлений не живій природі, а техносфере і власній економіці.