МОНИТОРИНГ СЛОЖНО ОРГАНИЗОВАННЫХ

Мониторинг как специализированный процесс исследования тесно связан и непосредственно определяет проблемную область управления РП. Поэтому, с целью методически правильного и эффективного его проведения, независимо от ранга исследуемых объектов, прежде всего, необходимо выделение трех подобластей (объектная, предметная и задачная), совокупность которых позволяет ответить на три простых, но главных для теории управления вопроса – кем (чем), зачем и как управлять. Все эти подобласти неразрывно связаны между собой и характеризуют три входных физических элемента сложных систем – масса, энергия, информация. Данное методическое положение следует из того факта, что все известные нам природные и социальные системы (независимо от их вида!) относятся к классу физических систем, поэтому их изучение в принципе невозможно вне их физической (системной) интерпретации. По этому поводу Д.Л. Арманд (1975) отмечал: "В конечном счете, все физико-географические процессы имеют в основе физические явления. Сведение географических закономерностей к геофизическим, а по мере возможности и к физическим законам представляется крайне желательным. Только физический анализ убеждает, что явление понято".

Системный анализ и синтез показывают, что в настоящее время в географических, экологических и экономических исследованиях термин "мониторинг" часто трактуется упрощенно и употребляется неадекватно самой сути информационной (кибернетической) теории управления сложно организованными системами (обычно под ним понимается наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей среды в связи с хозяйственной деятельностью человека). В то же время современные теории управления – ноосферы, синергетика, кибернетика – предполагают принципиально иную системную интерпретацию термина "мониторинг" и его физической сущности, как технологического процесса. Суть данного подхода сводится к следующим методологическим и теоретическим положениям, основы которого изложены в работах автора настоящего доклада [3, 4].

В теории и практике управления РП в настоящее время используется "механистический" подход, когда элементы системы "природа–общество" рассматриваются как части, доли или отдельные ресурсы, а не взаимодействующие процессы (лапласовский детерминизм, бэконианская философия, картезианский механистизм; объектно-ориен-тированное представление мира, детерминированная постановка задач управления). Все это не позволяет в полной мере исследовать процессы, происходящие в системе "природа-общество"; из-за неадекватности изучаемого объекта управления реальным биосферным (ноосферным) процессом сегодня достигнут определенный "предел" информационной области принятия управляющих решений. Настоящая ситуация является следствием того, что объектная, предметная и задачная подобласти управления логически не связаны между собой, а зачастую и прямо противоречат сути информационной (кибернетической) теории управления. То есть на основе "механистического" подхода адекватная объекту исследования методология и теория управления РП, в том числе и мониторинга, в принципе разработаны быть не могут.

Наши исследования [3, 4] показывают, что в данной области знаний необходимо использовать новую – биосферную (ноосферную) – парадигму системного представления мира, которая предполагает переход от исследования отдельных (даже комплексных!) объектов природы к изучению отношений между ними [3, 4]. Этим обеспечивается естественно-научное (философское) требование адекватности объекта и предмета исследования реальным природным системам и процессам. Цель данного перехода также следует из принципов "соответствия" и "дополнительности" Н. Бора (1913). Это требование предусматривает ввод принципиально иного объекта и изменение предмета исследования геоэкологии (они являются исходными входными элементами мониторинга как технологического процесса), а также использование в качестве основных (базовых) методов прогнозирования функционирования и развития таких систем (конфликт в условиях неопределенности) теорий ноосферы, синергетики и кибернетики, математических аппаратов теории игр и распознавания образов.

Исходя из основных положений теории синергетики, объект геоэкологии (геосферы планеты) на региональном уровне может быть ограничен последовательным изучением следующих аспектов: 1) консервативные (инвариантные) и диссипативные (неинвариантные) системы; 2) Активные Сложные Системы (АСС) класса "природа–общество"; 3) среда обитания природных, биологических и социальных систем; 4) регионы как универсальные территориальные единицы окружающего нас мира. Предмет геоэкологии предполагает исследование процессов взаимодействия геосфер, который на том же уровне включает: 1) процессы, происходящие в АСС класса "природа–общество"; 2) неравновесные (флуктуационные /случайные/ и бифуркационные /неслучайные/) процессы; 3) функциональное (биологическое) пространство; 4) равновесие, неустойчивое развитие, устойчивое развитие и гибель системы; 5) конфликт (в условиях неопределенности) в АСС класса "природа–общество".

Предлагается следующее научное определение понятия Активной Сложной Системы: АСС представляет собой взаимно интегрированные целостности систем и объектов, свойства которых не могут быть сведены к свойствам составляющих подсистем и рассматриваются как живые системы, где основным движущим механизмом функционирования и развития является конфликт. "Активность" таких систем заключается в том, что они рассматриваются как самоорганизующиеся (в рамках теории синергетики – "диссипативные", то есть далекие от равновесия, устойчивые и неинвариантные относительно переносов и поворотов материальной точки) системы; их "сложность" определяется тем, что они существуют и развиваются не в линейном, а в функциональном (биологическом) пространстве. В самом общем виде конфликт в АСС класса "природа–общество" можно сформулировать как стремление природы сохранить свое физическое (материально-вещественное), энергетическое и информационное состояние в противовес стремлению человека его нарушить. Следует специально отметить, что конфликт представляет собой особое (перманентное) свойство всех природных и социальных систем; другими словами – это процесс, в результате которого и происходит функционирование и развитие сложно организованных систем. При этом он всегда проходит в условиях неопределенности.

С целью теоретического обоснования исследования неравновесных и устойчивых процессов в технологии мониторинга рекомендуется использовать теорию синергетики, теорему неравновесных процессов И.Р. Пригожина (1947), принципы "минимума роста энтропии" Л. Онсагера (30-е гг. XX в.), "неопределенности" и "зависимости" (В. Гейзенберг, Н. Бор, 1927), концепцию "моды" Г. Хакена [5] и теорию управления РП [4]. В основу системного анализа и синтеза этих процессов должна быть положена широко известная схема бифуркаций И.Р. Пригожина [1, с. 88] и схема климакса социосистем (по А.В. Позднякову [2, с. 31]). При этом схему бифуркаций следует реконструировать в направлении симметрии физических процессов, поскольку она не описывает такое известное состояние диссипативных систем, как их гибель. Основной (конструктивный) вывод, который следует из этих теорий, заключается в следующем. Во-первых, для любых природных и социальных ("диссипативных") систем, в том числе и АСС класса "природа–общество", в каждый конкретный момент времени можно определить их текущее положение (равновесное состояние, точки неустойчивого или устойчивого развития – флуктуационные и бифуркационные процессы). Во-вторых, на основе системного анализа и синтеза динамики происходящих процессов теоретически могут быть спрогнозированы возможные (будущие) формы их существования и пути развития. То есть для таких систем в принципе возможна реализация функции внутреннего или внешнего (пассивного и активного) управления.

В теории и практике управления сложно организованными системами класса "природа–общество" следует выделять четыре типа (в физическом смысле различных, но последовательно связанных между собой и переходящих друг в друга) функциональных состояний: равновесие, неустойчивое развитие, устойчивое развитие, гибель системы. Отсюда текущая практика управления подобными системами (функция лица, принимающего решения) должна сводиться к следующим процедурам: 1) определение текущего на настоящий момент времени положения системы по отношению: во-первых, к левой или правой частям термодинамической ветви, во-вторых, к точкам бифуркаций, соответствующим развитию или гибели системы, в-третьих, к аналогичным ветвям, связанным с текущими процессами перехода (ее развитие или гибель); 2) определение потребных ресурсов (масса, энергия, информация), времени и способов (непосредственного или опосредованного) воздействия на систему, посредством чего может быть обеспечено ее сохранение в положении, соответствующем ее размещению на термодинамической ветви (состояние "равновесие" системы); 3) то же, что и в п. 2, но посредством чего достигается вывод системы в положение ее "устойчивого развития" (рост энтропии), или же когда обеспечивается ее гибель (снижение энтропии).

Таким образом, сущность (физический смысл) мониторинга сложно организованных природных и социальных систем как специализированной технологической процедуры и отдельного класса задач управления РП должна сводиться, во-первых, к выделению четко определенных территориальных объектов исследования, их ранжировки и группировки по классам, и, во-вторых, к поиску их текущего положения на схеме бифуркаций, а также к определению (теоретическому прогнозированию) процессов динамики их функционирования и развития. При таком подходе целью мониторинга является прогнозирование возможных положений "равновесия", "неустойчивого" и "устойчивого развития" сложно организованных природных и социальных систем в рамках некоторых ограниченных территорий (регионов) в планируемом периоде их существования и развития.

Изложенный в докладе подход позволяет принципиально по иному сформулировать такие основные (фундаментальные) понятия геоэкологии, как "равновесие" и "устойчивое развитие". Например, "равновесие", рассматриваемое как некоторое физически устойчивое во времени состояние АСС класса "природа–общество", будет заключаться в реализации (посредством функции и методами внутреннего и внешнего управления) эффективного (по ресурсам и времени) процесса функционирования системы, при котором обеспечивается сохранение ее структуры и поддержание режима деятельности. В терминах синергетики, "равновесие" – управляемый процесс, в результате которого обеспечивается относительно постоянное сохранение суперпозиции исходной системы – "ядра" структуры-аттрактора, или, по Е.Н. Князевой и С.П. Курдюмову (1992), "пятна" процесса – в фазовом пространстве окружающей среды. На практике – это, во-первых, процесс постоянной подпитки "ядра" структуры-аттрактора, то есть восполнение массы, энергии и информации системы, и, во-вторых, сохранение размера и структуры фазового пространства ее притяжения. Физический смысл "устойчивого развития" будет заключаться в последовательном и регулярно повторяющемся переходе от состояния "равновесие" к будущей (прогнозируемой) структуре-аттрактору более высокой (по энтропии) форме организации (развитие системы) или менее высокой (по энтропии) форме ее организации (гибель системы). В терминах синергетики – это регулярно повторяющийся процесс, в результате которого происходит одновременное изменение "ядра" структуры-аттрактора и, соответственно, суперпозиции исходной системы и ее фазового пространства.

Из этих определений следуют два важных для методологии и теории управления РП вывода. Первый заключается в том, что технологически мониторинг представляет собой процесс "сжатия" всей доступной для определения информации о природном или социальном объекте (в рамках ограниченных территорий) до получения четких представлений о "ядре" структуры-аттрактора исследуемой системы (важно, что именно эта часть полной системы и подлежит информационному и аналитическому исследованию в процессе мониторинга, то есть должна являться его объектом). Второй вывод следует из общей теории систем и синергетики: при условии, что если уже определено "ядро" структуры-аттрактора системы (допустим, со стороны экологии), но предполагается расширение области принятия управляющих решений (например, рассматривается система "экология + экономика + медицина"), то необходимо и соответствующее переопределение фазового пространства исходной системы и ее "ядра" (действие принципа "зависимости Н. Бора и В. Гейзенберга /1927/ – "система + прибор").

Отсюда может быть введено (в противовес широко используемому, но неадекватному реальным природным системам и процессам и сформулированному только на уровне эвристик понятию "экологического каркаса территории") понятие "геосистемного каркаса территории" (ГСК). Предлагается следующее его определение: ГСК территории представляет собой "ядро" структуры-аттрактора Активной Сложной Системы класса "природа–общество", посредством сохранения или изменения (энтропия полной системы) которого, а также ее фазового пространства, обеспечивается в динамике ее равновесие и устойчивое развитие (флуктуационные и бифуркационные процессы).
Литература
1. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. Введение: пер. с англ. М.: Мир, 1990. – 344 с.

2. Поздняков А.В. Механизм циклического развития социосистем // Принцип неопределенности и прогноз развития социально-экономических систем: материалы III Всерос. науч. семинара "Самоорганизация устойчивых целостностей в природе и обществе". Томск: Спектр, 1999. С. 29–38.

3. Турков С.Л. Принятие решений в системах управления природными ресурсами: (вопросы методологии и теории) / Вычисл. центр ДВО РАН. – Владивосток: Дальнаука, 1994. – 240 с.

4. Турков С.Л. Основы теории управления региональным природопользованием. – Владивосток: Дальнаука, 2003. – 367 с.

В Приамурье на протяжении ряда лет наблюдалось превышение предельно допустимых концентраций по диоксиду азота, оксиду углерода. Максимальные концентрации превышали санитарную норму в 1,5–3,5 и более раз. Отмечалось превышение допустимой нормы по таким загрязняющим примесям, как пыль, диоксид серы и формальдегид. Наиболее угрожающими здоровью населения из-за тотальных лесных пожаров были 1997–98 гг. Практически все дети, родившиеся в этот период, имеют серьезные проблемы со здоровьем (анемии, респираторные, гематологические, неврологические заболевания, пороки развития и т.п.). В крае имеется около 160 санкционированных и более 120 несанкционированных площадок размещения отходов, которые занимают свыше 1,5 тыс. гектаров. На этих свалках размещено свыше 8,5 млн тонн твердых бытовых и приравненных к ним промышленных отходов. Полигонов для утилизации и захоронения токсичных отходов в крае нет. В Комсомольске-на-Амуре уровень загрязнения еще выше, чем в Хабаровске. Атмосферный воздух содержит как основные загрязняющие примеси (взвешенные вещества, оксид углерода, диоксид азота), так и специфические (фенол, формальдегид). Максимальные концентрации основных загрязняющих веществ превышают санитарную норму в 1,2 – 4,6 раз (по формальдегиду максимум достигал 4,2 ПДК, по фенолу – 2,0 ПДК). Наиболее загрязнена центральная и западная часть города.

Малые реки бассейна Амура по-прежнему находятся в сложном гидроэкологическом состоянии. По данным гидрохимических наблюдений, отмечались случаи экстремально высокого загрязнения по меди – в р. Левая Силинка, азоту аммонийному в р. Черная и растворенному кислороду – в р. Березовой (загрязнение носит хронический характер). Уровни высокого загрязнения медью, фосфатами, свинцом, солями марганца, азотом аммонийным обнаружены в реках Левая Силинка, Березовая, Черная, Амур, Холдоми. Протока Амурская и р. Амур у Хабаровска наиболее загрязнены солями тяжелых металлов, медью, цинком, марганцем, фенолом, железом общим, азотом аммонийным. С водами р. Сунгари в Амур поступают фосфорные, азотистые соединения, взвешенные вещества, а также пестициды, нефтепродукты и другие загрязнители. Продолжается загрязнение природных вод и ухудшение качества водных ресурсов органическими соединениями, тяжелыми металлами, нефтепродуктами, механическими взвесями. Истощительный характер природопользования (воды, водно-биологических, земельных и лесных ресурсов) приводит к сокращению видов растительного и животного мира, в том числе водно-околоводных видов животных и растений, занесенных в Красные книги. Растет социальная напряженность в связи с ухудшением качества воды, рыбы, а также сокращением природных ресурсов, особенно среди сельского населения и коренных малочисленных народов севера края.

Окружающей среде придается триггерное значение в росте неинфекционной заболеваемости, особенно если речь идет о территориальных отличиях региона. К ним относятся климато-географические факторы, загрязнение воздуха и воды, контакт с бытовыми, промышленными химическими и физическими канцерогенами, особенности быта и питания и т.п. Наряду с антропо-техногенными воздействиями определенную роль в процессах индукции и промоции ряда неинфекционных заболеваний, в том числе наркологических и нервно-психических расстройств, играют природные факторы, непосредственно связанные с естественной окружающей средой и последствиями ее катастрофических изменений, вызванных лесными пожарами, землетрясениями, геомагнитными бурями и другими явлениями. Климатические условия дальневосточного региона ставят человека на грань непереносимости. Степень экстремальности этих условий может усугубляться экологической и социально-экономической обстановкой (Социально-экономическая ситуация в Хабаровском крае в январе–декабре 2003 г.: сервер Хабаровского краевого Правительства, 2004).

Комплексные нозогеографические исследования территорий, ставящие одной из своих целей изучение природных факторов риска заболеваемости, являются быстро развивающимся направлением эпидемиологии не только инфекционных, но и неинфекционных заболеваний. В исследованиях медико-экологического статуса территории нами применялись методы иммуноэкологии и нейроиммуноэкологии и принципы стратегического теоретико-игрового подхода (ТИП)¹. ТИП к решению задач этноэкологической адаптации успешно развивает методологию мультидисциплинарных исследований приспособительных механизмов человека в условиях Дальнего Востока. Изучение наркологической заболеваемости в связи с социально-экономическими, экологическими и иными особенностями региона, проблемы распространения демиелинизирующих заболеваний в популяции человека на Дальнем Востоке, разработка средств медико-экологического мониторинга и других специальных программ и мероприятий, ориентированных на решение медико-экологических проблем, осуществляются также с позиций ТИП. Применение информационных методов, оригинальных моделей наркодиагностики и контроля за психическим здоровьем коренного населения легло в основу комплексного анализа здоровья популяции коренных народностей Приамурья, с учетом особенностей традиционной культуры, и в разработку мероприятий по коррекции этноэкологической и наркологической ситуации в регионе.