В очень обобщённом виде справедливо следующее определение: природно-техническая система (ПТС) – комбинация из технического устройства и природного тела любого размера, элементы, которые объединены единством выполняемой социально-экономической функции [Тимашев И.Е., 1999]. Изучению природно-технических систем посвящены работы многих авторов, направление и специфику которых можно разделить на два направления.
Структурно-морфологический подход, в основе которого лежит изучение пространственной организации ландшафтов образующихся в процессе хозяйственной деятельности.
Функциональный подход, позволяющий рассматривать технические сооружения и природные среды как целостные системы. Причём их. функционирование осуществляется за счёт социального регулирования.
На наш взгляд наиболее детально теория и практика природно-технических систем разработана в трудах Г.И. Швебса. Он определяет природно-техническую систему как модификацию естественной системы, ее структуры, функционирования, т.е. системообразующих отношений и их свойств. Отличительной чертой этой системы он видит возможность управления. Причём им выделены два вида управления: дискретное, осуществляемое без учета обратных связей за некоторый промежуток времени, и непрерывное воздействие на систему осуществляется непосредственно в момент поступления информации о её состоянии.
Позднее произошло объединение этих подходов в единое направление – «учение об антропогенных ландшафтах» предметом изучения которого являются как антропогенные комплексы, так и ландшафтно-техногенные и ландшафтно-инженерные системы. Объединение двух взаимодополняемых направлений при изучении хозяйственной деятельности человека позволяет точнее установить генетическую сущность, поведение и время появления антропогенных комплексов, правильнее решить вопросы географического прогнозирования, найти оптимальные варианты преобразования нарушенной природной среды.
Необходимо отметить, что в рассмотренных выше направлениях находит отражение системный подход, лежащий в основе равновесного природопользования, позволяющий не только анализировать причинно-следственные взаимосвязи между. отдельными компонентами природной среды, но и исследовать процессы эксплуатации и воспроизводства природных ресурсов, рассматривая их как функциональные звенья сложной системы. Системный подход является одним из наиболее распространенных научных методов, в особенности для исследования сложных высокоорганизованных систем, элементы которых объединены вертикальными и горизонтальными взаимосвязями. Построенные и вновь создаваемые природно-технические системы, формируют структуру региональных систем взаимодействия общества и природы.
На стадии предпроектных исследований и в период проектных разработок понятие ПТС ассоциируется обычно с иерархической структурой ее отдельных компонентов, функционирующих в тесном взаимодействии как единое целое. Для всех работ, посвященных изучению различных аспектов развития сложных ПТС с использованием философских, географических, экологических, математических, физико-химических, картографических и других методов исследования, характерен общий методический подход основанный на условном расчленении сложной первоначальной системы на уровни соответствующие естественной иерархической структуре реального мира. С учетом вышеизложенного сформулируем понятие природно-технической системы. Под данной системой понимается множество взаимосвязанных технических (инженерных) и хозяйственных объектов, входящих в ее состав, включая измененную ими природную среду, обладающих единством, выражающимся в интегральных свойствах и 'функциях данной системы.
При определении степени нарушенности природной среды, с точки зрения благоприятности условий жизнедеятельности человека, необходимо специальное исследование территории на предмет соответствия значений контролируемых показателей качества окружающей среды их нормативным значениям.
Определение этого соответствия представляется возможным при рассмотрении исследуемой территории в виде сочетания функционирующих природно-технических систем, управляемых технологией производства, и ландшафтных комплексов, в том числе и антропогенных, регулируемых природными закономерностями. Функционирование любой природно-технической системы обеспечивается, с одной стороны состоянием природных ландшафтов, а с другой стороны – экологическими потребностями человека, представляющими собой многоцелевые надобности в пользовании природой и использовании ее благ, как необходимых условий жизни и социально-экономического процветания.
Необходимо отметить, что согласно принципу развития хозяйственных систем изложенному Ю. Одумом, достижение максимальной хозяйственной выгоды от использования природного ресурса возможно лишь при максимальном упрощении структуры природного комплекса, что приводит к нарушению его устойчивости и трансформации. Поэтому, на современном этапе освоения богатств природы приходится искать пути компромисса между потребностями социума и природными возможностями территории, который сводится к установлению оптимальных параметров функционирования природно-технических систем. Практически это осуществимо при создании системы управления природно-техническими системами, основанной на комплексной оценке состояния территории.