Войти
Проектирование и управление земными системами (ESEM) - это дисциплина, используемая для анализа, проектирования, проектирования и управления сложными экологическими системами. Она включает в себя широкий спектр предметных областей, включая антропологию, инженерия, экология, этика и философия. По своей сути ESEM стремится к рационально проектировать и управлять связанными человеческими и естественными системами высокоинтегрированным и этичным образом ". ESEM - это новая область исследований, которая укоренилась в Университете Вирджинии, Корнелл и других университетах США, а также в Центре исследований инженерных систем Земли (CESER).) в Университете Ньюкасла в Соединенном Королевстве. Основателями дисциплины являются Брейден Алленби и Майкл Горман.
На протяжении веков человечество использовало Землю и ее природные ресурсы для развития цивилизации и развития технологий. "В принципе [sic ] результатом промышленных революций и связанных с ними изменений в человеческой демографии, технологических системах, культурах и экономических системах стала эволюция Земли, на которой все больше доминирует динамика основных природных систем. человеческой деятельностью ».
Во многих отношениях ESEM рассматривает Землю как человеческий артефакт. «Чтобы поддерживать постоянную стабильность как естественных, так и человеческих систем, нам необходимо развивать способность рационального проектирования и управления связанными человеческими и естественными системами высокоинтегрированными и этичными способами - способность проектирования и управления земными системами (ESEM)».
ESEM был разработан несколькими людьми. Особо следует отметить Брейден Алленби. Алленби считает, что в основе ESEM лежит представление о том, что «Земля в том виде, в котором она существует сейчас, является продуктом человеческого замысла». На самом деле в мире больше не осталось никаких природных систем, «на Земле не осталось мест, которые не подпадали бы под тень человечества». "Таким образом, вопрос не в том, как некоторые могут пожелать, должны ли мы начать ESEM, потому что мы делаем это в течение длительного времени, хотя и непреднамеренно.
Вопрос в том, возьмем ли мы на себя этическую ответственность ESEM рационально и ответственно ». В отличие от традиционного процесса проектирования и управления, который предполагает высокую степень знания и уверенности в отношении поведения систем и определенной конечной точки процесса, ESEM будет постоянно поддерживать диалог с [системами], поскольку они - и мы, и наши культуры - изменяются и вместе развиваются в будущее ». ESEM - это новая концепция, однако существует ряд областей ", таких как промышленная экология, адаптивное управление и системное проектирование, на которые можно положиться, чтобы быстрый прогресс в развитии «ESEM как дисциплины».
Предпосылка ESEM заключается в том, что наука и технологии могут обеспечить успешные и долговременные решения созданных человеком проблем, таких как загрязнение окружающей среды и изменение климата. Это предположение недавно было подвергнуто сомнению в книге Techno-Fix: Почему технологии не спасут нас или окружающую среду. ESEM, как и любой технологический контроль и манипуляция, вызывает непредвиденные и неизбежно неизбежные негативные последствия. Более того, из-за ограниченности редукционистской науки невозможно предсказать все негативные воздействия ESEM. Следовательно, ESEM можно рассматривать как высокорисковое технологическое решение, которое направлено на устранение симптомов планетарного экологического кризиса, а не коренных причин, которые представляют собой дисфункциональное человеческое поведение, такое как перенаселение людей и чрезмерное потребление.
Адаптивное управление - ключевой аспект ESEM. Адаптивное управление - это подход к управлению окружающей средой. Он предполагает, что существует большая неопределенность в экологических системах, и утверждает, что никогда не существует окончательного решения проблемы земных систем. Следовательно, после того, как действие было предпринято, инженер земных систем должен будет поддерживать постоянный диалог с системой, наблюдая за изменениями и за тем, как система развивается. Этот способ мониторинга и управления экосистемами принимает присущую природе неопределенность и принимает ее, никогда не находя однозначного решения проблемы.
Земля системная инженерия - это, по сути, использование методов системного анализа при изучении экологических проблем. При анализе сложных экологических систем существует множество наборов данных, заинтересованных лиц и переменных. Поэтому подходить к таким проблемам уместно с помощью метода системного анализа. По сути, есть «шесть основных этапов правильно проведенного исследования системы». Шесть этапов заключаются в следующем:
Часть процесса системного анализа включает определение целей системы. Ключевые компоненты разработки цели включают разработку описательного сценария, нормативного сценария и переходного сценария. По сути, описательный сценарий «описывает [] ситуацию такой, как она [и] говорит [], как она должна быть такой» (Гибсон, 1991). Другая важная часть описательного сценария - это то, как он «указывает [s] на хорошие особенности и неприемлемые элементы статус-кво». Затем нормативный сценарий показывает конечный результат или то, как система должна работать в идеальных условиях после того, как будут предприняты действия. Для подхода земных систем «Нормативный сценарий» будет включать наиболее сложный анализ. Нормативный сценарий будет иметь дело с заинтересованными сторонами, создавая общую торговую зону или место для свободного обмена идеями, чтобы найти решение о том, где можно восстановить систему или как именно ее следует модифицировать. Наконец, переходный сценарий представляет собой фактический процесс перевода системы из описательного состояния в нормативное. Часто не существует одного окончательного решения, как указано в адаптивном управлении. Обычно происходит итеративный процесс, когда изменяются переменные и входные данные, а система эволюционирует вместе с анализом.
При изучении сложных экосистем инженеру земных систем необходимо иметь четкое представление о том, как функционируют естественные процессы. Подготовка в области наук об окружающей среде будет иметь решающее значение для полного понимания возможных непредвиденных и нежелательных эффектов предлагаемой конструкции земных систем. Такие фундаментальные темы, как углеродный цикл или водный цикл, являются ключевыми процессами, которые необходимо понять.
В основе ESEM лежит социальная, этическая и моральная ответственность инженера земных систем перед заинтересованными сторонами и разрабатываемой природной системой, чтобы придумать объективную транзитивную Нормативный сценарий. «ESEM - это сам культурный и этический контекст». Ожидается, что инженер земных систем изучит этические последствия предлагаемых решений.
«Перспектива экологической устойчивости требует, чтобы мы задавались вопросом, как каждое взаимодействие с природной средой повлияет на наших детей в будущем и будет оцениваться ими». «Растет понимание того, что процесс развитие, предоставленное самому себе, может нанести необратимый ущерб окружающей среде, и результирующее чистое увеличение благосостояния и благосостояния людей вполне может быть отрицательным, если не катастрофическим ". С учетом этого понятия в настоящее время ставится новая цель устойчивого развития. экологически безопасное развитие. Устойчивое развитие является важной частью разработки соответствующих решений ESEM для сложных экологических проблем.
Промышленная экология - это понятие, которое В промышленных процессах необходимо перейти от систем с разомкнутым контуром к системам с замкнутым контуром. По сути, это переработка отходов для производства новых продуктов. Это сокращает количество отходов и повышает эффективность использования ресурсов. ESEM l стремится свести к минимуму воздействие промышленных процессов на окружающую среду, поэтому концепция вторичной переработки промышленных продуктов важна для ESEM.
Система Флорида Эверглейдс является ярким примером сложной экологической системы, которая прошла анализ ESEM.
Эверглейдс Флориды расположен в южной части Флориды. Экосистема представляет собой субтропическое пресноводное болото, состоящее из разнообразной флоры и фауны. Особо следует отметить сплошную траву и гряды, которые делают Эверглейдс уникальным. В течение последнего столетия присутствие человечества в этом регионе росло. В настоящее время весь восточный берег Флориды застроен, а население увеличилось до более чем 6 миллионов жителей. Это увеличившееся с годами присутствие привело к перенаправлению и перенаправлению воды с традиционного пути через Эверглейдс в Мексиканский залив и Атлантический океан. Это имело множество разрушительных последствий для Эверглейдс Флориды.
К 1993 году на Эверглейдс повлияли многочисленные человеческие разработки. На поток и качество воды повлияло строительство каналов и дамб, а также ряд надземных автомагистралей, проходящих через Эверглейдс в обширную сельскохозяйственную зону Эверглейдс, которые загрязнили Эверглейдс большим количеством азота. Результат этого уменьшенного потока воды был драматическим. Произошло сокращение популяции болотных птиц на 90-95%, сокращение популяции рыб и вторжение соленой воды в экосистему. Чтобы Эверглейдс во Флориде оставался достопримечательностью США, необходимо было принять меры.
Инженерный корпус армии проанализировал систему в 1993 году. Они определили, что идеальной ситуацией было бы «наладить воду». При этом будет улучшен поток через Эверглейдс и уменьшится количество каналов и дамб, отправляющих воду в прилив.
Именно после разработки Нормативного сценария инженерный корпус армии разработал CERP, Комплексный план восстановления Эверглейдса. В плане они определили график проектов, которые необходимо завершить, сметную стоимость и конечные результаты улучшения экосистемы за счет процветания местной флоры и фауны. Они также описывают преимущества проекта для человека. Мало того, что это решение будет устойчивым, поскольку будущие поколения смогут наслаждаться Эверглейдс, но и корректировка потока воды и создание хранилищ уменьшат возникновение засух и нехватки воды в южной Флориде.
