ристиками, які являють собою випадкові величини з власними функціями розподілу. Якщо ці функції встановлені, то можна визначити ймовірність того, що при всіх можливих коливаннях навантаження та опору величина першого буде більша за другу, тобто виникне відмова геосистеми. Так, характеристика Р, що описує навантаження, досить часто має експоненційний розподіл, а характеристика опору L — нормальний. У цьому випадку ймовірність відмови q обчислюється за виразом

Для інших розподілів навантаження та опору також є відповідні формули (Капур, Ламберсон, 1980). Цей метод обмежений, бо за ним можна визначити стійкість геосистеми тільки до одноразового впливу антропогенного фактора (до одного поливу, одного викиду забруднень тощо); проте важлива перевага його полягає у можливості обгрунтувати норми антропогенних навантажень на геосистеми (див. § 11.4).

Крім розглянутих, для оцінювання стійкості геосистем можна користуватися й іншими методами, розробленими в теорії надійності. Це, зокрема, байєсовські методи (коли крім наявної емпіричної інформації враховуються також і деякі апріорні відомості), графічні (коли даних про відмови мало), оцінювання за деревами відмов (див. § 6.2), статистичного моделювання на ЕОМ (коли відмови дуже рідкісні). Більш докладно деякі з цих методів, а також конкретні приклади їх застосування при оцінці стійкості геосистем до меліоративних навантажень резглянуто в праці М. Д. Гродзинського, П. Г. Шищенка (1993).

§ 9.3. ЕКОЛОГІЧНІ РИЗИКИ ТА ПРОБЛЕМА ЇХ ОЦІНКИ

Екологічний ризик — нове для ландшафтної екології і поки що не досить чітко визначене поняття. Під ризиком здебільшого розуміють ймовірність виникнення в геосистемах вкрай небажаних змін, особливо пов'язаних із загрозою для здоров'я людини. Як екологічні ризики розглядаються небезпека різко токсичного забруднення екосистем та їх окремих середовищ, вимирання окремих видів тварин, рослин, опустинення, дегуміфікація, засолення грунтів, стихійні лиха тощо. Добре видно, що екологічний ризик у такому розумінні збігається з поняттям відмови геосистеми, і всі ме- годи визначення ймовірності її виникнення є водночас і методами оцінювання ризику.

Більш глибокий аналіз екологічного ризику передбачає не тільки визначення можливості (ймовірності) його виникнення, а й оцінку втрат, які можуть бути з ним пов'язані. Дійсно, такі види відмо-

ви геосистеми, як осолонцювання нижніх горизонтів грунту та

198

усього його гумусового горизонту, можуть мати однакові ймовірності виникнення, проте вони розрізняються за ступенем зміни структури геосистеми, що виникають через ці відмови. Різні й їх економічні наслідки: першої відмови — зниження врожайності здебільшого малосуттєве, другої — геосистема повністю втрачає свій агропотенціал.

Оцінка екологічного ризику, крім визначення ймовірності події, яка вважається ризикованою (тобто ймовірності відмови геосистеми), передбачає ще чотири складові: природно-ландшафтну (як ступінь зміненості геосистеми внаслідок відмови); соціоекономічну (як розмір економічних втрат, спричинених відмовою); антропоцентричну (як рівень загрози для здоров'я та самопочуття людини); естетичну (як втрату естетичної привабливості ландшафту).

Усі ці складові можна оцінити в балах експертним шляхом, і тоді інтегральний показник екологічного ризику певного виду буде визначений як добуток цих оцінок (балів) та ймовірності його виникнення. Проте в загальній теорії оцінки ризику встановлено, що по відношенню до сприйняття ступеня різних видів небезпеки експерти (тобто люди) дуже розрізняються в оцінках і тому експертний метод у даному разі не дає належного результату (Е. Хенлі, X. Кумамото, 1987).

Природно-ландшафтну складову ризику можна оцінити за значенням дистанційного коефіцієнта між станом геосистеми до відмови та після неї. Найпростішим показником такого типу є:

За соціоекономічнною складовою ризику можна знайти кількісні оцінку у вигляді: вартості тієї частини корисного продукту, що втрачається внаслідок відмови геосистеми (наприклад, для агрогеосистем — вартість врожаю, недоотриманого внаслідок відмови); вартості заходів, необхідних, щоб відновити початковий стан геосистеми після відмови; величини природного потенціалу, що знижується через відмову, та ін.

Методи оцінювання антропоцентричної складової екологічного ризику потребують своєї розробки.

§ 9.4. КАРТОГРАФУВАННЯ І ТИПОЛОГІЯ ГЕОСИСТЕМ ЗА IX СТІЙКІСТЮ

Визначивши дані ймовірності відмов та відновлення для всіх видів геосистем досліджуваного регіону, можна скласти серію карт, що характеризують його стійкість до антропогенних впливів.

199

Рис. 47. Ймовірність виникнення за 20 років відмови у вигляді площинного змиву грунту (критерій— змив більш як 0,5 потужності верхнього тумусового горизонту):

ймовірності відмов: 1— 0; 2 — 0,10—0,20; 3 — 0,21—0,40; 4 — 0,41—0,60; 5 — 0,61-0,80; 6 — 0,81-0,95; 7 — 0,96-1,0

200

201

Рис. 49. Локальна стійкість геосистем:

0,40; 4 — 0,41—0,60; 5 — 0,61—0,80; 6 — 0,81—0,95; 7 — 0,96—1,0

202

Цю серію складають карти окремих видів відмов (рис. 47, 48), а також інтегральна, основою якої є значення показника локальної стійкості (рис. 49). За цими картами чітко виділяються ареали, нестійкі до антропогенних навантажень, конфліктні з точки зору їх сучасного функціонального використання. Ці ареали потребують особливої регламентації природокористування (введення жорстких норм на антропогенні впливи, функціональної переорієнтації, особливих природоохоронних заходів, більш ретельного моніторингу тощо).

видами відмов), по-друге, ступенем стійкості (за значенням показника Рl). Геосистеми, що мають однакові кількісні оцінки стійкості, можуть суттєво відрізнятися за факторами, які її визначають. Наприклад, мала стійкість до впливів, пов'язаних із зрошенням, для одних геосистем може бути зумовлена процесами підйому рівня ґрунтових вод і вторинним засоленням грунтів внаслідок цього, а для інших — інтенсифікацією площинної ерозії, процесами суфозїї тощо. Проектування природоохоронних заходів, необхідних для цих геосистем, також буде різним.

Виходячи з цього, на першому ступені класифікації геосистем за їх стійкістю приймається характерний склад елементарних ланд- щафтно-екологічних процесів, які зумовлюють найбільш ймовірні види відмов (екологічних ризиків) геосистеми. Виділяються, наприклад, ерозійно нестійкі, гравігенно нестійкі, галогенно нестійкі геосистеми та ін. На другому ступені класифікації враховуються

геосистеми поділяються на практично інертні (Q = 0,0—0,20), відносно інертні (Q = 0,21—0,40), слабко інертні (Q = 0,41—0,70), практично не інертні (Q=0,71 —1,0). Значення ймовірності відновлення найбільш ймовірних видів відмов враховуються на 4-му ступені класифікації. За цим показником геосистеми поділяються на

203