Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2022, №3.

75 Жизнь науки Уравнение тех- ноприродных процессов на основе МФД опи- сывает процесс самоорганизации урбоэкосистемы, возникающий при антропогенном возмущении при- родной среды В статье предлагается использование уравнения техноприродных процессов на основе мультифрактальной динамики (МФД), позволяющего прогнозировать на- ступление кризисных явлений в геоэкологии, связанных с достижением предель- но-допустимой экологической нагрузки (ПДЭН), являющейся маркером устойчиво- го развития. Уравнение техноприродных процессов на основе МФД описывает процесс самоорганизации урбоэкосистемы, возникающий при антропогенном воз- мущении природной среды. Физически самоорганизация выражается через установление техноприродного цикла, состоящего из двух фаз — собственно фазы антропогенного возмущения и компенсирующей фазы структурирова- ния (перераспределения биоресурса) в границах урбоэкосистемы. В условиях урбанизации и хозяйственного освоения геоландшафтов вопросы сохранения качества урбоэкосистемы, а, значит, техноприродного цикла, являются наибо- лее актуальными. [4;5] Любое антропогенное возмущение, подающееся на вход урбоэкосистемы, приво- дит к нарушению сложившегося метаболизма с окружающей средой. Самоорганизация восстанавливает нарушенный метаболизм через частичную деградацию биоресурса, восстанавливаемого естественным образом после снятия нагрузки. Если снятия нагрузки не происходит, система стабилизируется с опре- деленными показателями устойчивости и приемлемыми экологическими риска- ми, выражаемыми индексом устойчивости. Таким образом, фазовая диаграмма отображает балансовую картину соотношения факторных нагрузок в процедурах оценки устойчивости водной экосистемы. Вариация режимов водопользования — это изменение антропогенных возмущений водной экосистемы, которое сразу отображается в изменении индекса устойчивости. Результатом уравнения техноприродных процессов на основе МФД является оцен- ка уклонения развития урбоэкосистемы от оптимума, выражаемая фрактальным индексом устойчивости. Физически фрактальный индекс устойчивости отражает вероятность перехода урбоэкосистемы к неустойчивому равновесию (бистабиль- ности) в условиях конкуренции действующих факторов экзогенного (внешнего) и эндогенного (внутреннего) происхождения. [6;7;8] Известно, что усиление антропогенной детерминированности урбоэкосистемы всегда сопровождается ее структурированием (перераспределением биоресурса) до тех пор, пока не достигнет предельно-допустимой экологической нагрузки (ПДЭН), как маркера нарушения ее устойчивости. Особенностью уравнения техноприродных процессов на основе МФД является идентификация лимити- рующих показателей развития урбоэкосистемы на фрактальной шкале D∈(1;2) , в пределах которых она сохраняет свою устойчивость. Это позволяет по рас- четному значению индекса устойчивости прогнозировать динамику развития урбоэкосистемы, потенциальные риски и необходимость внешнего управления сложившейся ситуацией. Действительно, открытая экосистема существует за счет обмена с окружающей средой веществом и энергией. Такая система стремится к состоянию динамиче- ского равновесия, которое характеризуется минимальной диссипацией энергии в окружающую среду. Если же условия внешней среды меняются настолько, что экосистема не может самостоятельно справиться с внешними возмущениями, то она вырождается за конечное время. [9] В соответствии с законом толерантности Шелфорда-Либиха рост сложности урбоэ- косистемы всегда сопровождается увеличением экологической энтропии, что при- водит к частичной деградации природного ресурса для сохранения устойчивости. Результатом урав- нения технопри- родных процессов на основе МФД является оценка уклонения разви- тия урбоэкосисте- мы от оптимума