Критерии пригодности, оптимальности и превосходства городской экосистемы

Предложена методика оценки качества городской экосистемы на основе комплексного показателя качества с использованием экспертных оценок. Изучены особенности использования методики для холодного и теплого сезонов года

Обеспечение права граждан на благоприятную среду обитания предполагает разработку и осуществление природоохранных мероприятий, направленных на поддержание приемлемого качества окружающей среды, в связи с чем разработка методики оценки качества урбанизированных территорий представляет практический интерес. Объектом исследования была выбрана экосистема г. Таганрога - среднего промышленного города юга России, предмет исследования заключался в установлении взаимосвязи между качеством отдельных компонентов городской экосистемы и качеством системы в целом.

Городская система является одним из видов сложных систем, и для выработки информативных критериев оценки уровня ее качества может быть использован системный подход, в соответствии с которым каждое свойство системы принято описывать с помощью некоторой выходной переменной y_i, значение которой характеризует интенсивность этого качества. Эту интенсивность называют частным показателем качества системы [1]. Чтобы оценить качество системы в целом используют обобщенный показатель качества системы Y, который представляют в виде вектора Y = , компонентами которого выступают показатели его отдельных существенных свойств, т.е. частные показатели качества [1]. Совокупность значений показателей существенных свойств системы образует область адекватности δ, радиус которой определяется в результате проведения фундаментальных научных исследований или экспертной оценки. Для оценки качества систем используют критерии пригодности, оптимальности или превосходства. Система удовлетворяет критерию пригодности K_приг [1], если значения всех частных показателей ее качества принадлежат области адекватности δ, а радиус области адекватности соответствует допустимым значениям всех частных показателей. В соответствии с критерием оптимальности K_опт система считается оптимальной по i-му показателю качества, если существует хотя бы один частный показатель качества y_i, значение которого принадлежит области адекватности δ, а радиус области адекватности по этому показателю оптимален. Согласно критерию превосходства K_прев система считается превосходной, если все значения частных показателей ее качества y_i принадлежат области адекватности δ, а радиус области адекватности оптимален по всем показателям.

Для использования этих критериев необходимо определиться с частными показателями качества урбоэкосистемы, к которым принято относить состояние воздушного бассейна населенного пункта, качество питьевой воды, состояние почв, шумовую обстановку. Однако учет специфики загрязнения всех компонентов городской среды обитания и особенностей нормирования отдельных видов загрязнения затрудняет определение совокупного качества урбоэкосистемы в целом. Для решения этой проблемы можно использовать метод экспертных оценок с разработанной балльной шкалой, позволяющий в случае согласованности мнений экспертов получить адекватный обобщенный результат. При расхождении мнений экспертов получаемый результат не считается адекватным. С другой стороны, при разработке управленческих решений необходимо учитывать мнение более широкого круга представителей социума. Поэтому для получения обобщенного итогового результата анкетирования респондентов и мнения экспертов с невысоким коэффициентом конкордации относительно качества отдельных компонентов городской экосистемы можно использовать комплексный показатель качества компонента окружающей среды X как средневзвешенное арифметическое [2]:

(1)

где ν_i - вес балла в долях единицы по результатам анкетирования;

x_i - балл оценки качества (от 1 до 5 по 5-балльной шкале).

В случае, если респондент затруднился с выставлением оценки в баллах, то такие ответы не учитываются при определении среднего балла.

Поскольку влияние отдельных составляющих на качество урбоэкосистемы неодинаково, то необходимо ввести весовые коэффициенты, пропорциональные этому влиянию. Так, для г. Таганрога с помощью диаграммы Парето [3] ранее были определены следующие значения весовых коэффициентов: качество атмосферного воздуха - w₁ = 0,40, качество питьевой воды - w₂ = 0,34, качество шумовой обстановки - w₃ = 0,15, качество почв - w₄ = 0,11.

Используя величины комплексных показателей качества воздуха, питьевой воды, почв и шумового загрязнения и значения вкладов каждого из них в качество урбоэкосистемы в целом, был вычислен комплексный показатель качества городской среды K обитания по формуле:

(2)

где w_i - весовой коэффициент балла в долях единицы по результатам диаграммы Парето;

X_i - комплексный показатель качества компонента окружающей среды.

Для изучения мнения таганрожцев о качестве отдельных компонентов городской среды обитания был использован метод анкетирования. Разработка анкеты, анкетирование и обработка его результатов были осуществлены с соблюдением общепринятых правил [4]. Социологическое исследование проводилось с 20 февраля по 7 апреля 2012 г., в нем приняло участие 79 человек. Характеристики выборки [5]: а) по полу - мужчин было 25,4 %, женщин 74,6 %; б) по возрасту - лица в возрасте моложе 20 лет составляли 33,7%; от 21 до 30 лет - 36,4 0%; от 31 до 45 лет - 23,3 0%; от 46 до 60 лет - 6,6%; в) по социальному статусу - рабочие (11,4 %), служащие (11,5 0 %), студенты (54,4 %), безработные (22,7 %), г) по семейному положению - одинокие люди (41,5 %), семьи из двух человек без детей (16,8 %), семьи с 1-2 детьми (37,6 %), семьи с 3 и более детьми (1,2%), лица, состоящие в незарегистрированном браке (2,9 %); д) по среднемесячному доходу на 1 чел. - менее 1,5 тыс. руб. (10,2 %), от 1,5 до 3 тыс. руб. (17,9 %), от 3 до 5 тыс. руб. (29,4 %), свыше 5 тыс. руб. (42,5 %); е) по образованию - высшее образование имеют 29,8 % опрошенных, неоконченное высшее (62,3 %), среднее (6,6 %), неоконченное среднее (1,3%).
Анализ результатов анкетирования показал, что экологическое состояние компонентов окружающей среды г. Таганрога население оценивает невысоко [5]. Так, качество воздуха 4 % опрошенных оценило в 1 балл, 19% - в 2 балла, 48% - в 3 балла, 28% - в 4 балла, и только 1 % поставил ему высокую оценку 5 баллов. Комплексный показатель качества

X_возд оказался равным 3,03 балла. Аналогичную низкую оценку получила водопроводная питьевая вода: 1 балл выставили 53% анкетированных, 2 балла - 23%, 3 балла - 18%, 4 балла - 5%, 5 баллов - 1%, а комплексный показатель ее качества

X_{пит вода} составил 1,78 балла. О качестве воды в Таганрогском заливе были высказаны следующие мнения: 1 балл - 66%, 2 балла - 23%, 3 балла - 7%, 4 балла - 4%, 5 баллов - 0%. Для нее

X_{таг залив} = 1,49. Относительно качества городских почв были получены такие оценки: 1 балл - 6%, 2 балла -10%, 3 балла - 53%, 4 балла - 29%, 5 баллов - 4%.

X_почва = 3,21. Уровень шума на улицах респонденты охарактеризовали так: 1 балл - 5%, 2 балла - 14%, 3 балла - 43%, 4 балла - 4%, 5 баллов - 34%.

X_шум = 2,48.
Комплексный показатель качества городской среды обитания оказался равным 2,54. (т.е. 50,8% от 5 баллов), что свидетельствует о низком качестве среды в целом. На рис.1 представлены областей адекватности, соответствующих превосходному и реальному качеству компонентов урбоэкосистемы г.Таганрога. Критерий превосходства был определен с учетом весовых коэффициентов отдельных компонентов и максимально возможного балла качества. Отношение площади реального качества системы к превосходному составляет 0,51. Это означает, что реальное качество экосистемы города примерно наполовину (51%) соответствует критерию превосходства системы.

Рис. 1 - Области адекватности превосходного и реального качества компонентов урбоэкосистемы г.Таганрога в холодный сезон года

Для оценки качества городской экосистемы в летний период следует учитывать состояние зеленых насаждений, выполняющих такие важные фитомелиоративные функции [6]:

1) мелиоративная - улучшение состояния почв, поскольку развитие растений (в первую очередь деревьев) зависит от объема почвенной толщи, занимаемой корнями, наличия почвенной влаги и питательных веществ в этой толще;

2) санирующая - поглощение атмосферных загрязнителей;

3) рекреационная - создание мест для отдыха населения;,

4) инженерно-защитная - защита от ветра, пыли и т.д.;

5) архитектурно-планировочная - встраивание в архитектурный ансамбль отдельных улиц, микрорайонов и города в целом;

6) эстетическая создание благоприятных визуальных впечатлений у горожан.

Кроме того, благодаря географическому расположению города на берегу Азовского моря и теплому климату, горожане в летний период купаются в море, что предопределяет включение качества морской воды наряду с качеством растительности в комплексный показатель качества урбоэкосистемы. Для теплого сезона года (апрель-октябрь) были определены и использованы следующие значения весовых коэффициентов: для атмосферного воздуха - w₁ = 0,35, для загрязнения питьевой водопроводной воды (w₂ = 0,30), для шумового загрязнения (w₃ = 0,31), для загрязнения почв (w₄ = 0,10), для загрязнения морской воды (w₅ = 0,09), для состояния зеленых насаждений (w₆ = 0,03). Комплексный показатель качества городской среды обитания летом оказался равным 2,18 баллов. В этом случае реальное качество экосистемы города соответствует критерию превосходства системы примерно на 44% (рис.2).

Рис. 2 - Области адекватности превосходного и реального качества компонентов урбоэкосистемы г.Таганрога в теплый сезон года

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Для оценки качества окружающей среды урбанизированных территорий целесообразно применять предложенную методику определения комплексного показателя качества среды и сопоставлять величину этого показателя в реальных условиях с величиной критерия превосходства. Кроме того, следует учитывать особенности влияния качества отдельных компонентов системы на качество урбоэкосистемы в целом в зависимости от климатических факторов холодного и теплого сезонов года.
   
2. Основными проблемами экосистемы г. Таганрога являются: высокий уровень загрязнения воздуха, низкое качество воды поверхностных источников питьевого водоснабжения и уровень шума на улицах, и результаты экологического мониторинга коррелируют с комплексными показателями качества этих компонентов окружающей среды, определенными на основании данных социологического исследования мнения населения (X_возд = 3,03, X_{пит вода} = 1,78, X_шум = 2,48).
   
3. Комплексный показатель качества городской среды K обитания для холодного сезона года составил 2,54 (т.е. 50,8% от 5 баллов), а для теплого сезона - 2,18 баллов (43,6% от 5 баллов), что свидетельствует о низком качестве среды в целом. Величину данного показателя качества отдельных компонентов среды обитания и городской экосистемы в целом, учитывающего результаты социологического опроса населения, можно использовать для обоснования предпочтений при разработке управленческих решений по поддержанию качества окружающей среды населенных пунктов.
   
4. Для обеспечения благоприятной экологической составляющей устойчивого развития экосистемы г. Таганрога необходима подготовка и реализация природоохранных программ, разработанных с учетом ранга основных неблагоприятных факторов, в частности, с проведения мероприятий по охране атмосферного воздуха от загрязнения (w_i x_i = 1,212) и более тщательной очистке питьевой воды ((w_i x_i = 0,605) перед ее подачей в городскую распределительную водопроводную сеть.
   
   
   

   Библиографический список

   1. Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении. ? М.: Финансы и статистика, 2006. - С.96-100.
      
   2. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление качеством. - М.: Высшая школа, 2003. - 334 с.
      
   3. Ильченко И.А. Комплексная оценка безопасности городской среды обитания // Безопасность жизнедеятельности: наука, образование, практика: Материалы II Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием. - Южно-Сахалинск: Изд-во СахГУ, 2012. - C.69-71.
      
   4. Ядов В.А. Стратегия социологического исследования. Описание, объяснение, понимание социальной реальной реальности. - М.: Добросвет, 2003. - 596 с.
      
   5. Ильченко И.А. Экологическое сознание и поведение населения как компоненты устойчивого развития муниципального образования (на примере г. Таганрога) // Вестник Северо-Кавказского гуманитарного института. - 2012. №2(2). - С. 160-168.
      
   6. Ильченко И.А., Иванова Я.В. Фитомелиорация как инструмент управления экологической безопасностью города// Проблемы регионального управления, экономики, права и инновационных процессов в образовании: Сборник докладов V Международной научно-практической конференции. - Таганрог, 2007. - Т.2. - С.45-51.
      
   
   

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости