КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ НАРУШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЭКОСИСТЕМЫ
Authors: Насонов А.Н. 
Published: December 2024

Целью работы является верификация комплексной модели техноприродных процессов сложноорганизованных экосистем в условиях факторных нагрузок. Актуальность работы определяется разработкой новой классификации техноприродных процессов по экологическим рискам нарушения устойчивости экосистемы, что позволило определить важный индикатор в структуре экологического мониторинга - предельно допустимую экологическую нагрузку (ПДЭН), по достижении которой самоорганизация процессов становится невозможной, а экосистема уничтожается за конечное время. Методом исследования являлся фрактальный подход для описания динамики развития экосистемы, опирающийся на концепции самоорганизованной критичности (SOK) и ограниченной диффузии агрегации (DLA). Это позволило описать морфологию экосистемы, как сложной системы, способной к катастрофам в случае нарушения процессов самоорганизации, т.е. ситуаций, в которых экосистема самостоятельно не справляется с внешней нагрузкой только за счет своих внутренних ресурсов. В этом случае фрактал выступает тем математическим инструментом, который связывает размер активной экосистемы с ее самоорганизующимися свойствами. Показано, что самоорганизация определяется как соразмерность внешних экстенсивных и внутренних интенсивных факторных нагрузок, обеспечивающих конкретный тип поведения экосистемы и сопровождающих экологических рисков. Результаты работы и их обсуждение основываются на анализе экологических рисков антропогенной преобразованности Нижнего Фермского пруда, как объекта рекреационно-хозяйственного назначения. Показано, что с применением предложенных моделей можно эффективно осуществлять экологический контроль водных объектов, существующих в условиях городской урбосреды и предупредительно управлять возникшими экологическими рисками.

The aim of the work is to verify a complex model of techno-natural processes of complex ecosystems under factor loads. The relevance of the work is determined by the development of a new classification of techno-natural processes according to environmental risks of violation of the stability of the ecosystem, which made it possible to determine an important indicator in the structure of environmental monitoring - the maximum permissible environmental load (MPEL), upon reaching which the self-organization of processes becomes impossible, and the ecosystem is destroyed in a finite time. The research methods were a fractal approach to describe the dynamics of ecosystem development, based on the concepts of self-organized criticality (SOK) and limited diffusion aggregation (DLA). This made it possible to describe the morphology of the ecosystem as a complex system capable of catastrophes in case of disruption of self-organization processes, i. e. situations in which the ecosystem alone cannot cope with the external load only at the expense of its internal resources. In this case, the fractal acts as the mathematical tool that connects the size of an active ecosystem with its self-organizing properties. It is shown that self-organization is defined as the proportionality of external extensive and internal intensive factor loads that provide a specific type of ecosystem behavior and accompanying environmental risks. The results of the work and their discussion are based on the analysis of the environmental risks of the anthropogenic transformation of the Lower Fermsky Pond as an object of recreational and economic purpose. It is shown that with the use of the proposed models, it is possible to effectively carry out environmental control of water bodies that exist in the conditions of an urban urban environment and preventively manage the environmental risks that have arisen.