Экология — это концепция, в самом сердце которой находятся циклы, и циклы анализируются посредством бюджетирования материалов и энергии. Почти каждый знакомится с концепцией домашнего хозяйства и личного финансового бюджета, когда сознательно решает создать и придерживаться его. Подход, очень похожий на подход финансового бюджетирования, используется при формировании бюджетов в промышленной экологии. Ситуацию можно понять с помощью рис. 23.1: в ванну из нескольких кранов течет вода и есть несколько стоков разного размера. Когда вода подается с постоянным объемом (но, возможно, с различным расходом по кранам) и отводится через стоки с тем же общим расходом, хотя, возможно, с разными через разные стоки, уровень воды остается постоянным. Однако, если ванна очень большая и на поверхности образуются волны, что усложняет ответ на вопрос о том, изменяется ли абсолютный уровень, наблюдатель может сталкиваться с трудностями при определении того, находится ли система в равновесии. В этом случае он может попытаться измерить расход воды через каждый кран и каждый слив за некий период времени, чтобы увидеть, равны ли суммы. Часть этого метода включает определение размеров ванны (количества воды в ванне) и либо скорости заполнения, либо скорости стока. Определение изменений размеров ванны дает информацию о скоростях, которые трудно измерить. Процесс оценивания или измерения входящих и исходящих потоков и проверки общего баланса путем измерения количества воды, находящейся в ванне, составляет бюджетный анализ.[ ...]
Бюджеты промышленной экологии имеют те же три основных компонента, что и компоненты для ванны на рис. 23.1: (1) определение уровня в настоящий момент (концентрации одного материала или группы материалов), (2) измерение или оценка ресурсов и (3) измерение или оценка стоков. Точное определение любых двух из этих трех компонентов определяет оставшийся. Из-за того что любой рассматриваемый материал на промышленном предприятии или в окружающей среде может иметь несколько источников и стоков, каждый источник и каждый сток должен изучаться отдельно.[ ...]
Для запаса в устойчивом состоянии время оборота т0 и среднее время пребывания гг одинаковы. Однако они могут существенно отличаться от среднего возраста частиц в запасе в зависимости от свойств функций 1//(т). Очевидный пример, показывающий, что тг± та,— население: в развитых странах средний возраст находится между 35 и 40 годами, в то время как среднее время пребывания (продолжительность жизни) составляет более 79 лет.[ ...]
Концепции, обсужденные выше, могут быть проиллюстрированы примерами из природы. Когда исследуется бюджет организма, охватывающий все значительные входящие и исходящие потоки ресурсов, это называется метаболическим анализом (metabolic analysis).[ ...]
Вместо организма бюджет может исследовать определенный ресурс. В зависимости от границ ресурсного анализа он может иметь дело с любым пространственным масштабом и со множеством запасов. На рис. 23.2 показан бюджет азота лесной экосистемы. Входящие и исходящие потоки пересекают границу экосистемы; внутри ее находятся пять запасов ((1) связанный азот в живой биомассе над поверхностью, (2) связанный азот в живой биомассе под землей, (3) связанный азот в лесной подстилке, (4) связанный азот в минеральной почве и (5) свободный азот в почве) и связывающие их потоки. Сразу видно, что наибольший запас азота находится в минеральной почве и что наибольшие потоки азота — это минерализация, за которой следует подземное образование биомассы. Как в случае многих бюджетов, некоторые из запасов и потоков, в особенности меньшие или те, которые трудно измерить, остаются точно не известными.[ ...]
В промышленной экологии концепции бюджетов и циклов прилагаются скорее к техническим, а не к природным системам, или иногда к сочетанию технических и природных систем. Для связанных с технологией организмов различных типов и степеней сложности результаты помогают нам оценивать сегодняшние метаболические потребности и те, что могут потребоваться в будущем. Аналогично можно изучать некоторые ресурсы по мере их прохождения сквозь различные технологические организмы и таким образом оценивать предложение, использование и потенциальные воздействия ресурсов на окружающую среду.[ ...]
Вернуться к оглавлению