CC BY
48
УДК 911.3:630
Б. И. Кочуров, Н. А. Марунич
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Главная цель применения энергетического подхода — это поиск путей рационального хозяйствования. На примере урочища «Калагур» Рыбницкого района Приднестровья были проведены оценки функционирования лесной экосистемы с помощью энергетического подхода. Нарушение естественной экологической среды наблюдается по всему Приднестровью. Данная проблема для страны приобрела глобальный характер, решить которую можно только предлагая и разрабатывая варианты оптимального и рационального природопользования, опираясь на энергетический подход. Основными оцениваемыми параметрами при энергетической характеристике экологической ёмкости для изучаемой лесной экосистемы определены: солнечная энергия, поступающая на изучаемую территорию; потенциальная энергия выпадающих осадков.
На примере урочища Калагур Рыбницкого района Приднестровья были выбраны три варианта оптимизации функционирования лесных экосистем, применявшиеся на территории республики. На основе энергетического подхода доказано, что вариант оптимизации функционирования лесных экосистем № 3 — это вариант прогрессивного природопользования. Практика использования энергетического подхода для оценки методов хозяйствования потребовала ввести эколого-экономиче-скую оценку в энергорублях Приднестровья по аналогии с энергорублями РФ. Именно такой целостный подход к энергетической оценке системы на примере лесной экосистемы позволяет выявить закономерности и причины протекающих процессов, оценить потенциал системы и степень неиспользуемого потенциала системы.
Ключевые слова: энергетический подход, рациональное природопользование, энергоэффективность, энергорубль Приднестровья.
Введение
Суть энергетического подхода заключается в оценке процессов и явлений в единых энергетических единицах джоулях. Главная цель применения энергетического подхода — это поиск путей рационального хозяйствования. В современных условиях развития экономических процессов мы можем отметить нестабильность рыночной оценки и зачастую случайно, либо умышленно созданную диспропорцию между фактической стоимостью того или иного ресурса (затраты природной и антропогенной энергии на добычу предоставление ресурса) и стоимостью, устанавливаемой на рынке. Важно отметить, что данная ситуация характерна для ресурсов невозобновляемых (горючие ископаемые) и ресурсов возобновляемых (солнечная энергия, энергия осадков).
Нередко важные природные ресурсы (энергия солнца, энергия осадков, почвенное плодородие, лесная природная среда), которые мы рассматриваем как данность, остаются неучтёнными, либо с заниженной оценкой. Данная ситуация ведёт к ка-
тастрофическим последствиям и с точки зрения экологии и экономики. Невозможно представить экономически развитую страну с разрушенной природной средой. И зачастую именно природная среда является главным экономическим богатством любого государства.
Методика исследований
В ходе проведённых исследований авторами разработана методика энергетической оценки экосистем с эколого-экономической оценкой полученных результатов, сделана попытка доказать необратимость убытка по расточительному отношению к природной среде.
На примере урочища «Калагур» Рыбницкого района Приднестровья были проведены оценки функционирования лесной экосистемы энергетическим подходом. На территории Приднестровья вырубка лесов, распашка степей обусловили развитие водной и ветровой эрозии, оползней, заиление рек и водоёмов, в целом иссушение местности. Уменьшилось видовое разнообразие — основа биологического равновесия в ландшафтах.
Участились массовые вспышки численности вредителей, наносящие сельскому и лесному хозяйству огромный ущерб. Применение средств химии для уменьшения вредоносности последних не решает проблемы, но остатки химикатов в продуктах питания отрицательно сказываются на здоровье человека.
Критическая ситуация складывается с соотношением лесопокрытой площади к площади сельскохозяйственного назначения (1:9; 1:18) на юге республики — в Гри-гориопольском и Слободзейском районах.
Нарушение естественной экологической среды наблюдается по всему Приднестровью, данная проблема для страны приобрела глобальный характер, решить которую можно только предлагая и разрабатывая варианты оптимального и рационального природопользования, выявить и предложить которые возможно, используя энергетический подход вариантов оптимизации функционирования лесных экосистем.
Для энергетического подхода к оценке функционирования лесных экосистем Приднестровья нами использовались методики зарубежных и российских учёных (Н. Т. Odum, А. С. Миндрина, А. В. Позднякова, К. А. Шуркиной, М. М. Ивановой, Т. Ш. Фузеллы) [5; 9; 10; 12-14].
Результаты исследования и обсуждение
Основными оцениваемыми параметрами при энергетической характеристике экологической ёмкости для изучаемой лесной экосистемы определены: солнечная энергия, поступающая на изучаемую территорию; потенциальная энергия выпадающих осадков; необходимо также учитывать энергопотенциал экосистемы (биомассу) и биоразнообразие видов флоры и фауны, обитающих в пределах лесной экосистемы [11].
Результаты расчётов по оценке природной энергии на 1 га лесной экосистемы представлены в табл. 1.
1 550 ООО
Рис. 1. Соотношение лесопокрытой площади к площади сельскохозяйственого назначения
в Приднестровье
Таблица 1
Основные вклады природной энергии в 1 га лесной экосистемы
Статьи природной энергии Дж/год
Солнечная энергия 45*1012 Дж/год
Потенциал выпадающих осадков 2,47 *107 Дж/год
Энергопотенциал экосистемы 14,5*1010 Дж
Итого (экологическая ёмкость) 45,14*1012 Дж/год
Авторы использовали методику расчёта энергопотенциала лесных экосистем в масштабе всей республики с целью оценить энергию, содержащуюся в лесных экосистемах Приднестровья. Результаты применения методики представлены в табл. 2.
Таблица 2
Энергопотенциал лесных экосистем по районам Приднестровья, МДж
Каменский район Рыбницкий район Дубоссарский район Григориопольский район Слободзейский район
9344,5 *106 7728,5 *106 4968,3*106 4267,7*106 2759,8 *106
Самым низким энергопотенциалом лесных экосистем обладают лесные экосистемы Григориопольского и Слободзейского районов (состояние лесов далеко от удовлетворительного, при сильном антропогенном воздействии наблюдается высокая степень неустойчивости экосистем районов, лесные экосистемы интенсивно деградируют), помимо этого следует отметить более низкое качество лесных массивов юга республики, их более плачевное состояние (вызванное сильным антропогенным воздействием), низкое биоразнообразие и отсутствие естественных растительных ассоциаций.
Из проведенных расчётов становится ясно, что одна из главных проблем лесных экосистем Приднестровья — это проблема лесовосстановления.
По данным И. Н. Маяцкого, к 70-м гг. XX столетия определились два пути решения проблем восстановления дубрав.
Первый путь базируется на биологических особенностях дуба, использования естественного возобновления (самосева, подроста), а при отсутствии такового — создание предварительных культур (за 1-3 года до рубки) посевом или посадкой. Сюда же относится и создание культур дуба по нулевым вырубкам рядами, площадками, полосами. При этом частично сохраняется лесная среда, используется естественное возобновление сопутствующих пород и кустарников. Создание частичных культур на вырубках прошлых лет указанными способами также относится к первому пути, но это скорее работа по реконструкции молодняков неудовлетворительного состава (рис. 2).
Второй путь базируется на применении тяжёлой техники, используемой для сплошной раскорчёвки вырубок, плантажной вспашки, использование площади под временное сельхозпользование и др. Другими словами, второй путь — это путь уничтожения лесного биогеоценоза, всех его элементов: разрушение почвенной структуры, сложения, уничтожение подроста, подлеска, напочвенного покрова и т. д. [1].
В полной мере уничтожается природоохранная, стабилизирующая роль территории. В лесные культуры же по сплошной подготовке почвы вводится только несколько пород — в лучшем случае, главная, сопутствующая и кустарник. При этом восстановление высокопродуктивных и высокотоварных древостоев весьма сомнительно (рис. 3).
Производство предпочло именно второй путь — путь грубейшего воздействия на лесные биогеоценозы, путь их уничтожения.
На примере урочища Калагур Рыбницкого района Приднестровья были выбраны три варианта оптимизации функционирования лесных экосистем, применявшихся на территории республики: 1) вариант № 1 — сплошная механизированная обработка почвы с корчёвкой пней после сплошной рубки материнского насаждения, механизированная закладка культур дуба черешчатого двухлетними саженцами с механизированным уходом за культурами; 2) вариант № 2 — закладка культур дуба
черешчатого посевом желудей с использованием лесной среды материнских насаждений и элементов естественного возобновления сопутствующих пород и кустарников и накоплением подроста дуба в насаждении; 3) вариант № 3 — закладка культур дуба черешчатого посадкой двухлетних саженцев с использованием лесной среды материнских насаждений и элементов естественного возобновления сопутствующих пород и кустарников [8].
Рис. 2. Лесные культуры, созданные по первому пути восстановления дубрав
Рис. 3. Лесные культуры, созданные по второму пути восстановления дубрав
Результаты оценки вариантов оптимизации функционирования лесных экосистем представлены в табл. 3.
Таблица 3
Энергетические затраты по вариантам оптимизации функционирования лесных экосистем Приднестровья, МДж/га
Затраты энергии, МДж/га Варианты оптимизации функционирования лесных экосистем
Вариант № 1 Вариант № 2 Вариант № 3
Основные средства производства 4468651,79 21211,49 5945,37
Оборотные средства производства 6384,88 881,1 5498,25
Трудовые ресурсы 184,03 246,17 15,45
Итого 4475220,7 22338,76 11459,07
Использование энергетического подхода показало, что вариант оптимизации функционирования лесных экосистем № 3 — это вариант прогрессивного природопользования, который не только более эффективен, менее энергоёмкий и учитывает биолого-экологические особенности лесной среды, вмешательство человека минимально [3; 6].
Практика использования энергетического подхода для оценки методов хозяйствования потребовала ввести эколого-экономическую оценку в энергорублях Приднестровья по аналогии с энергорублями РФ.
Предложено оценить энергорубль Приднестровья по системе инвариант.
Номинал — инвариант: 1 копейка — 1 000 000,0 Джоулей; 3 копейки — 3 000 000,0 Джоулей; 5 копеек — 5 000 000,0 Джоулей; 10 копеек — 10 000 000,0 Джоулей; 20 копеек — 20 000 000,0 Джоулей; 50 копеек — 50 000 000,0 Джоулей; 1 рубль — 100 000 000,0 Джоулей; 3 рубля — 300 000 000,0 Джоулей; 5 рублей — 500 000 000,0 Джоулей; 10 рублей — 1 000 000 000,0 Джоулей; 25 рублей — 2 500 000 000,0 Джоулей; 50 рублей — 5 000 000 000,0 Джоулей; 100 рублей — 10 000 000 000,0 Джоулей. Таким образом, можно связать оценку энергорублей Приднестровья с количеством электроэнергии, т. е. в одном «энергорубле Приднестровья», инвариант равен 100 000 000,0 Джоулей, что по расчётам автора соответствует 2,5 КВт*ч электроэнергии, произведённой в Приднестровье (именно электроэнергия является главным видом энергии, производимой в республике).
Любые затраты энергии на процессы оптимизации функционирования либо другие энергетические оценки можно перевести по номиналу в «энергорубли Приднестровья» и пересчитать затраты по формуле в реальную валюту государства:
Ъ = Е/Е *К*8,
г '
где Ъ — затраты в реальной валюте на текущий момент времени, руб. Приднестровья; Е — затраты энергии на процесс, технологию и т. д. в Джоулях, Дж; Ег — инвариант одного «энергорубля Приднестровья» (100 000 000,0 Джоулей), Дж; К — количество киловатт электроэнергии в одном «энергорубле Приднестровья», КВт;
8 — стоимость одного КВт*ч электроэнергии рублей Приднестровья, руб. Приднестровья.
Таблица 4
Эффективность вариантов оптимизации функционирования лесных экосистем на 1 га в «энергорублях Приднестровья»
Варианты оптимизации функционирования лесных экосистем
Вариант № 1 Вариант № 2 Вариант № 3
-30279,08 (убыток) +26514,11 (прибыль) +26622,9 (прибыль)
Предложенный вариант оптимизации функционирования лесных экосистем № 3 в сравнении с другими вариантами в республике даст в среднем прибыль в размере 2.662.290,0*106 Джоулей, или по предложенной системе инварианта 26622,9 «энергорублей Приднестровья» на 1 га лесной экосистемы [4; 7].
Рис. 4. Эффективность вариантов оптимизации функционирования лесных экосистем на 1 га
в «энергорублях Приднестровья»
Выводы
Именно такой целостный подход к энергетической оценке системы на примере лесной экосистемы позволяет выяснить закономерности и причины протекающих процессов, оценить потенциал системы, оценить степень неиспользуемого потенциала системы, т. е. увидеть возможный энергетический предел, оценить и выбрать оптимальный путь оптимизации функционирования системы с наименьшими энергетическими потерями с учётом эколого-экономических закономерностей. Связать полученные результаты с реальной рыночной составляющей через эколого-экономи-ческое понятие энергорубль, для достоверности и практической ценности полученных результатов. Как итог, можно предложить подход оптимального хозяйствования
с оценкой в энергетических единицах, чтобы предвидеть величину энергетического убытка или прибыли в независимости от зачастую ложной ситуации, складывающей на экономическом рынке мира.
Энергетический подход может быть применён во всех сферах хозяйствования и может послужить основой для стратегического долгосрочного планирования в экологии, энергетике, социальной сфере и т. д. Именно энергетический подход позволяет взглянуть на суть происходящих процессов без призмы сиюминутной рыночной ситуации. А энергорубль вполне может гораздо более объективно заменить оценку в бумажной валюте, зачастую ничем не подкреплённой, послужить вполне достойной заменой долларовой экономической оценке.
Литература
1. Жуков А. Б., Фальковский П. К. Культуры по сплошь обработанной почве. Культуры по частично обработанной почве // Труды по лесному опытному делу Украины. Киев, 1928. Вып. 8. С. 21-97.
2. Иванова М. М. Эколого-энергетический анализ процессов восстановления лесов Томской области (на примере сосны обыкновенной) // Вестник Томского государственного университета. Томск, 2010. С. 187-191.
3. Кочуров Б. И., Марунич Н. А. Эколого-энергетический анализ технологий лесовосстановления // Экология урбанизированных территорий. 2013. № 1. С. 112-117.
4. Кочуров Б. И., Марунич Н. А. Методы энергометрологической экономики в оценке энергоэффективности функционирования и восстановления лесных экосистем в энергорублях с целью поиска путей рационального природопользования // Природа и экономика Кемеровской области и сопредельных территорий. 2015. С. 271-274.
5. Марунич Н. А., Кочуров Б. И. Энергетический подход к изучению геосистем и технологий лесовосстановления Приднестровья // Юг России: экология, развитие. 2016. № 1. С. 159-169.
6. Марунич Н. А. Практическое применение оптимальной энергоэффективной технологии лесовос-становления // Проблемы региональной экологии. 2013. № 5. С. 219-222.
7. Марунич Н. А. Использование нового экономического понятия энергорубль Приднестровья в эко-лого-энергетическом анализе технологий рационального природопользования // Общество в эпоху перемен: формирование новых правовых и социально-экономических отношений. 2015. С. 72-79.
8. Маяцкий И. Н. Технология восстановления насаждений с преобладанием дуба. Экологические проблемы Приднестровья. Бендеры: Полиграфист, 2010. С. 79-94.
9. Миндрин А. С. Энергоэкономическая оценка сельскохозяйственной продукции. М.: ЦНИИМ, 1997. 294 с.
10. Поздняков А. В. Синергетика — современная научная парадигма и методология исследования сложных самоорганизующихся структур. 2012 [Электронный ресурс]: URL: http: // pozdnyakov.tut. su/Public/st0205.htm
11. Поздняков А. В., Шуркина К. А. Новый методологический подход к анализу функционирования агроэкосистем // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 316. С. 206-212.
12. Фузелла Т. Ш. Энергетический подход к определению эффективности и оптимизации функционирования агроэкосистем (на примере СПК «Нелюбино»): Автореф. ... дис. на соиск. уч. ст. канд. географ. наук. Томск, 2010. 23 с.
13. Шуркина К. А. Анализ функционирования агроэкосистем с позиции энергетического подхода (на примере крестьянского хозяйства «СоМер-2» : дис. ... канд. географ. наук: М.: РГБ, 2009. 150 с.
14. Odum H. T. Environment, Power and Society. John Wiley, NY., 1971. 336 pp.
Псковский регионологический журнал № 4 (28)/2016 Об авторах
Кочуров Борис Иванович — доктор географических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Институт географии РАН, г. Москва, Россия.
E-mail: [email protected]
Марунич Николай Андреевич — ведущий научный сотрудник, Институт экологии и природных ресурсов, г. Бендеры, Приднестровье.
E-mail: [email protected]
B. Kochurov, N. Marunich ENERGY APPROACH TO ENVIRONMENTAL AND ECONOMIC STUDIES
The main purpose of the energy approach is to find ways of good housekeeping. The article focuses on the tract "Kalagur" of the Rybnitsa district (the Pridnestrovian Moldavian Republic) to evaluate energy approach to its forest ecosystem. Violation of the natural ecological environment is observed. The problem in this country has acquired a global character. Using the energy approach and developing options for rational nature management, we can solve the problem. The main parameters for the study of forest ecosystems are: solar energy; the potential energy of rainfall.
At the example of the tract "Kalagur" the author reveals three options to optimize the functioning of forest ecosystems. Progressive environmental management uses energy approach. The use of energy approach required to introduce ecological and economic assessment(energy rouble) by analogy with the Russian Federation. Such a holistic approach to the allows us to find out the reasons and regularity of processes, to evaluate the potential of the system.
Key words: energy approach, environmental management, energy efficiency, energy rouble of Pridnestrovie.
About the authors
Prof. Boris Kochurov, Leading Research Fellow, Institute of Geography Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.
E-mail: [email protected]
Nikolai Marunich, Leading Researcher, Institute of Ecology and Natural Resources, Bender, Pridnestrovien.
E-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 16.06.2016 г.
