Российской федерации московский государственный университет природообустройства


НазваниеРоссийской федерации московский государственный университет природообустройства
страница2/5
Дата публикации04.04.2013
Размер1 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > География > Документы
1   2   3   4   5

^ 1.3. Геосистемы (ландшафты) как объекты природообустройства

Одна из фундаментальных проблем природообустройства, как и природопользования, - как встроиться человеку своей деятельностью в единое природное тело. Сразу встает вопрос - а как же выделить это природное тело? Гидрологи делят поверхность суши на речные бассейны; геологи - на платформы, горные страны, синклинали, антиклинали; гидрогеологи - на бассейны подземных вод; почвоведы - на почвенные зоны, страны, области; геоботаники – на биоценозы. Примеров членения территории или ее районирования можно привести много. Их всех отличает субъективность, при этом учитываются не все связи между компонентами природы, хотя для решения частных задач такое районирование полезно.

Наиболее объективно эта проблема может быть разрешена средствами географических наук, которые в отличие от других изучают природу в целом, а не отдельные ее составляющие (почвоведение, геология, гидрология, климатология и др.).

Второй проблемой является изучение новых, отсутствовавших в природе, техно-природных систем, познание законов их создания, функциониро-

вания, развития и управления ими.

Географам удалось в последние десятилетия построить довольно стройную теорию членения Земли на генетически однородные объекты разной крупности. С этой целью они ввели понятие геосистема - как пространственно-временной комплекс (полная система!) всех компонентов природы, взаимообусловленных в своем размещении и развивающихся как единое целое. Геосистема – это природное тело, имеющее конкретные размеры по площади и по высоте. Географическое положение конкретной местности, ее рельеф не являются компонентами природы, но во многом определяют свойства геосистем. Климат и погода также не являются компонентами природы, это характеристики воздушных масс атмосферы, существенно влияющие на функционирование геосистем. Климат характеризует среднемноголетние установившиеся характеристики воздушных масс, а погода отражает их мгновенные значения.

Планета Земля представляется как уникальная геосистема - эпигеосфера, или глобальная геосистема, т.е. сфера взаимопроникновения и взаимодействия всех компонентов природы в масштабах планеты. В местах благоприятных сочетаний указанных компонентов в нее входит и специфическое природное тело - почва, как продукт эволюции наружных слоев литосферы под действием живых и мертвых организмов. Геосистемный подход к природообустройству более полный, чем экосистемный.

^ Под экосистемой понимают единство отдельного организма или популяции (сообщества организмов) и среды обитания. При экосистемном подходе детально изучаются взаимосвязи живого и неживого, но выпадают из

- 9 -

рассмотрения связи между косными компонентами природы. Экосистемы могут быть совершенно разных размеров, начиная от стакана воды с поселившимися в нем микробами, до лесного массива громадной площади.

Разработана иерархия геосистем. Так, на региональном уровне выделяют: ландшафтные зоны; страны; области; провинции; округа; ландшафты. На локальном уровне ландшафт делится на: местности; урочища; фации.

Ландшафтные зоны расположены в широтном направлении и отличаются количеством приходящей к ним солнечной энергии или различной теплообеспеченностью. Ландшафтные зоны делятся на страны в зависимости от удаленности от океанов, следовательно, от влагообеспеченности.

Вся суша представляется в виде совокупности ландшафтов. Под ландшафтом понимают генетически единую крупную геосистему, однородную по зональным и азональным признакам и включающую специфический набор локальных геосистем: местностей, урочищ, фаций.

Ландшафт - это наименьшая территориальная единица, сохраняющая все типичные для данной зоны черты строения географической оболочки, в нем сочетаются и региональные и локальные особенности природы, полно представлен характерный местный комплекс природных факторов, условий жизни и деятельности людей.

Ландшафт имеет однородный геологический фундамент, определенный состав горных пород, один генетический тип рельефа, единый местный климат и, как следствие, один зональный тип и подтип почв. В то же время части ландшафта располагаются на разных формах и элементах рельефа, отличаются друг от друга микроклиматическими условиями, водным режимом, растительным покровом, что приводит к образованию разновидностей почв, появлению азональных почв (пойменных, болотных, засоленных). Таким образом, каждому ландшафту свойственен такой набор компонентов и такое внутреннее строение, что делает каждый ландшафт в целом уникальным, имеющим много индивидуальных черт.

При природообустройстве очень важно четко обозначить объект деятельности. Это имеет не только методологическое, но и большое практическое значение. Воздействие на отдельные компоненты природы - это, в сущности,

абстракция, ибо эти компоненты не автономны. Это только кажется плохому специалисту, что он может лишь что-то поменять, оставив все остальное неизменным. Построив плотину на реке, чтобы сделать ее судоходной, он не только изменил уровень воды на отдельном участке реки, но и повлиял на прилегающие земли, подтопив их, на температурный режим воды в реке и т.д. При природообустройстве, равно как и при природопользовании, надо рассматри- вать целостные геосистемы. Конечно, в каждом конкретном случае можно выделить главный объект природообустройства - определенный компонент геосистемы, не забывая, что он тесно связан с другими. Например, при мелиорации сельскохозяйственных земель главным объектом деятельности является почва, как среда и средство для жизни растений. В других случаях это могут

- 10 -

быть поверхностные или подземные воды, грунты, как основания для сооружений.

Ландшафты, в зависимости от их местонахождения, сочетания свойств компонентов природы объединяются в типы, подтипы, классы, подклассы, виды. Тип ландшафта - наиболее крупная таксономическая единица, определяется соотношением естественной обеспеченности теплом и влагой. Именно это соотношение предопределяет многие показатели функционирования ландшафта, его продуктивность, т.е. продуцирование биомассы.

Перечислим основные свойства геосистем, в том числе и ландшафтов:

1) целостность: геосистема любого ранга - это определенный набор взаимосвязанных и взаимообусловленных компонентов;

2) открытость: геосистемы обмениваются энергией и веществом с другими геосистемами, что объясняет взаимозависимость геосистем, распространение антропогенных воздействий часто негативного характера на соседние территории;

3) функционирование: внутри геосистемы идут непрерывные процессы преобразования и обмена веществом, энергией и информацией (круговорот); функционирование геосистемы - это интегральный природный процесс, только человек совершенно условно подразделяет его на отдельные составляющие: физические, химические, биологические и т.д., природа об этом и не "знает";

4) продуцирование биомассы: важнейшее свойство геосистем, заключающееся в синтезе органического вещества первичными продуцентами - зелеными растениями, которые, используя солнечную энергию, извлекают двуокись углерода из атмосферы, зольные элементы и азот - с водными растворами из почвы;

5) способность почвообразования - отличительное свойство земных ландшафтов, заключающееся в образовании особого природного тела - почвы в результате взаимодействия живых организмов и их остатков с наружными слоями литосферы, предварительно подвергшимися измельчению под действием воды, солнца, ветра; почвы обладают неоценимым свойством - плодородием, т.е. способностью создавать условия для жизни растений и других организмов; являясь продуктом функционирования, почвы стали и важным компонентом природы;

6) структурность: геосистемы обладают пространственно-временной упорядоченностью (организованностью), определенным расположением ее частей и

характером их соединения; различают вертикальную или ярусную структуру, как взаиморасположение компонентов (слоистость), и горизонтальную или латеральную структуру, как упорядоченное расположение геосистем низшего ранга, поэтому нужно рассматривать как вертикальные или межкомпонентные связи так и горизонтальные или межсистемные связи;

7) динамичность: способность обратимо изменяться под действием периодически меняющихся внешних факторов без перестройки структуры; это обеспечивает гибкость геосистемы, ее "живучесть"; проявляется она при суточных,

- 11 -

сезонных, годовых и многолетних циклах изменения солнечной радиации, свойств воздушных масс;

8) устойчивость: способность восстанавливать или сохранять структуру и другие свойства при изменении внешних воздействий; устойчивость, в частности, объясняет и динамичность геосистемы; природную устойчивость геосистем следует отличать от устойчивости техно-природных систем, которая заключается в способности выполнять заданные социально-экономические функции;

9) способность развиваться: геосистемы эволюционно изменяются, т.е. происходит направленное необратимое изменение, приводящее к коренной перестройке структуры, т.е. к появлению новых геосистем; скорость изменения зависит от ранга геосистемы: быстрей изменяются фации, затем - урочища, местности, время изменения ландшафтов и их групп измеряется геологическими масштабами;

10) изменчивость свойств компонентов геосистем в пространстве: она может быть детерминированной или упорядоченной и недетерминированной или случайной, т.е. когда какое-то свойство (плотность, пористость, коэффициенты фильтрации и теплопроводности и др.) меняется из точки в точку, не подчиняясь какой-либо закономерности; изменчивость повышает устойчивость геосистемы, но затрудняет принятие технических решений, так как регулярное воздействие приходится накладывать на среду со случайными параметрами и отклик на это воздействие получается случайным; например, поле поливают одной нормой, а влажность в разных его частях может после полива отличаться на 10…20%, случайная неоднородность усложняет текущие наблюдения (мониторинг), для репрезентативности их надо проводить в нескольких точках;

11) нелинейность природных процессов: трансформация и обмен энергией и веществом идут всегда с замедляющейся скоростью: уменьшается скорость впитывания воды в почву, замедляется остывание почвы при похолодании, затухает скорость понижения уровня грунтовых вод при дренировании и т.д. Это свойство также повышает устойчивость геосистемы, она не идет "враскачку". Некоторые процессы идут с увеличивающейся скоростью, например, рост популяции отдельного организма в благоприятных условиях, но это наблюдается недолго, затем наступает замедление из-за недостатка пищи или роста популяции хищников.

У ландшафта имеются природные, естественные границы, что позволяет составлять ландшафтные карты. Так, например ученые географического факультета МГУ составили в 1987 г. ландшафтную карту Московской области в масштабе 1:600 000. Здесь на площади 46000 км2 (без города Москвы) выделено 103 ландшафта. В среднем площадь одного ландшафта составляет около 450 км2, заметим, что средняя площадь одного колхоза или совхоза в Московской области была около 40 км2, т.е. на территории одного ландшафта могут разместиться более десяти хозяйств. На менее расчлененных территориях

- 12 -

площадь одного ландшафта может достигать 1,5...2 тыс. км2.

Следовательно, ландшафт - это крупный выдел территории, который обладает индивидуальностью, единым происхождением, имеет сложную структуру, состоит из нескольких местностей, урочищ, фаций, всегда выполняет несколько социально-экономических функций, иными словами, на нем расположены земли разного назначения. Это обстоятельство значительно осложняет взаимоотношения человека и ландшафта, делает их многозначными и порой противоречивыми.
^ 1.4. Техногенные воздействия на геосистемы. Природно-техногенные комплексы.

Очень важной проблемой является сосуществование и взаимодействие естественных ландшафтов и встроенных в них человеком искусственных сооружений, устройств, насколько меняется ландшафт при изменении растительного покрова, при изменении режима течения рек, при строительстве водохранилищ, карьеров, шахт и т.д.

Встроенные в ландшафт или в геосистемы любого ранга искусственные сооружения или вносимые в него новые элементы (посевы новых культур, здания, сооружения) функционируют в нем, подчиняясь природным законам. Новые техногенные или антропогенные объекты физически входят в ландшафт, становятся его элементами, но ландшафт остается природной системой. В некотором смысле неважно, как появился в составе ландшафта тот или иной элемент: образовался водоем в результате естественной запруды на реке, или человек насыпал в русле плотину, образовался овраг естественным путем или в результате неправильной распашки склонов. Важно то, что эти элементы "работают" вместе с природными и именно их взаимодействие нужно изучать, чтобы уменьшить негативные последствия изменения ландшафта.

При оценке воздействий человека на природу, конкретно, на определенные геосистемы, в том числе и на ландшафты, надо иметь в виду фундаментальное обстоятельство, заключающееся в том, что как бы сильно не был изменен ландшафт человеком, в какой бы степени не был насыщен результатами человеческого труда, он остается частью природы, в нем продолжают действовать природные закономерности. Человек не в состоянии отменить объективные законы функционирования и развития геосистем, снивелировать качественные различия между ландшафтами тайги и степи, степи и пустыни.

Воздействие человека на ландшафт следует рассматривать как природный процесс, в котором человек выступает как внешний фактор. При этом надо иметь в виду, что новые элементы, внедряемые человеком в ландшафт (пашни, сооружения, техногенные выбросы) не вытекают из структуры ландшафта, не обусловлены им и поэтому оказываются чужеродными элементами, не свойственными конкретному ландшафту. Поэтому ландшафт стремится отторгнуть их или "переварить", модифицировать. В связи с этим, антропогенные элементы, внедряемые в ландшафт, являются неустойчивыми, неспособными само-

- 13 -

стоятельно существовать без постоянной поддержки человека. Так, культурные растения, если за ними не ухаживать, не возобновлять, будут вытеснены "дикими", пашня - зарастет, каналы в земляном русле – или заплывут или будут меандрировать, как реки, здания – разрушатся.

Следствием этого, во-первых, является необходимость постоянной затраты человеком труда и ресурсов на поддержание таких элементов, необходимость ухода, ремонта, реконструкции, а во-вторых, для повышения устойчивости внедряемых элементов человек должен максимально уменьшать их "чужеродность" для ландшафта (см. принцип природных аналогий).

Для оценки характера и глубины техногенного воздействия, определения допустимого предела воздействия или допустимой антропогенной нагрузки на геосистему, за которыми наступают необратимые и нежелательные ее изменения, необходимо в каждом конкретном случае определять устойчивость геосистемы к техногенным нагрузкам.

Всякая геосистема приспособлена к определенным условиям, в пределах которых она устойчива и нормально функционирует даже при возмущениях внешних природных факторов (динамичность геосистемы). Техногенные возмущения часто превосходят природные, они более разнообразны, некоторые вообще отсутствуют в природе, например загрязнение искусственными веществами. Все это вызывает необходимость в специальных исследованиях реагирования геосистемы на конкретные воздействия, которые должны быть положены в основу проектов по природопользованию и природообустройству. Отметим здесь важность долговременных количественных прогнозов поведения геосистем при разных вариантах техногенных воздействий.

Приведем общие критерии природной устойчивости геосистем. Прежде всего - это высокая организованность, интенсивное функционирование и сбалансированность функций геосистем, высокую биологическую продуктивность и возобновимость растительного покрова. Эти качества определяются оптимальным соотношением тепла и влаги, а находят свое выражение в степени развитости почвенного покрова, в конечном итоге, в плодородии почв.

Так, тундровые ландшафты с недостатком тепла имеют слаборазвитые почвы, они очень неустойчивы при техногенных нагрузках, сильно ранимы и очень медленно восстанавливаются. Дефицит тепла определяет низкую активность биохимических процессов, медленную самоочищаемость от промышленных выбросов. При разрушении растительного и почвенного покровов нарушается тепловое равновесие многолетнемерзлых пород, что вызывает про-

садки, разрушение фундаментов сооружений и т.п.

Таежные ландшафты в целом более устойчивы из-за лучшей обеспеченности теплом и благодаря мощному растительному покрову, здесь формируются естественно не очень плодородные подзолистые почвы, но отзывчивые на высокую культуру земледелия. Интенсивный влагооборот способствует

- 14 -
удалению подвижных форм загрязняющих веществ, но биохимический круговорот еще медленный. Устойчивость геосистем в этой зоне снижается также из-за заболоченности, а также при сведении лесного покрова.

Высокой устойчивостью обладают ландшафты степной зоны, где наблюдается наиболее благоприятное (для условий России) соотношение тепла и влаги. Здесь под пологом мощной степной травянистой растительности в естественных условиях образовались одни из самых плодородных почв мира - черноземы. Высокая биохимическая активность степных ландшафтов способствует их довольно интенсивному самоочищению. Но следует иметь в виду, что широкомасштабная распашка черноземных почв существенно понизила их устойчивость: происходит интенсивная сработка гумуса, а это фактор устойчивости, повсеместно развилась водная и ветровая эрозия, ухудшаются свойства почв при многократных обработках, особенно с применением тяжелой техники, происходит уплотнение почв. Неаккуратное орошение (большими нормами, с высокой интенсивностью искусственного дождя) также ухудшает свойства почвы, вымывает питательные вещества, приводит к подъему уровней грунтовых вод, заболачиванию и засолению.

В пустынных ландшафтах интенсивная солнечная радиация ускоряет биохимические процессы, в частности разложение отмерших растительных остатков и органических загрязнителей, но недостаток влаги уменьшает вынос продуктов разложения, в том числе и загрязняющих веществ. Растительность здесь бедная, биологическая продуктивность невелика, вследствие этого почвы маломощные и также как и в тундровой зоне - сильно ранимы. Поэтому пустынные ландшафты малоустойчивы. Повысить их устойчивость может орошение, что и широко используется человеком. Вместе с тем, орошение без соблюдения правильных норм, большие потери воды из каналов, связанное с этим дополнительное дренирование территории интенсифицируют гидрохимические потоки, что приводит к вторичному засолению земель, к загрязнению и истощению рек. Все это делает ландшафты неустойчивыми.

Водные мелиорации (орошение и осушение) повышают устойчивость геосистем, приводя к оптимуму соотношение тепла и влаги, но, являясь сильным возмущающим фактором, при их передозировке могут привести к противоположному результату. Восстановление нарушенных компонентов, очистка от загрязнения, т.е. рекультивация земель также способствует росту устойчивости.

^ Устойчивость геосистем зависит от внутренней неоднородности свойств компонентов, так разнообразный состав луговых трав делает луг более устойчивым при разных погодных условиях, чем искусственный сенокос с

меньшим видовым разнообразием. Выраженный микрорельеф и вариация водно-физических свойств почв также повышает устойчивость и почвенного и растительного покровов: в сухие периоды года продуцирование биомассы лучше в понижениях, а во влажные периоды лучшие условия создаются на микровозвышениях.

- 15 -

^ Устойчивость геосистемы растет с повышением ее ранга. В этом смысле наименее устойчивой является фация - наименьшая геосистема, характеризуемая однородными условиями местоположения и местообитания и одним биоценозом. Фации сильней всего откликаются как на изменение внешних природных условий, так и на деятельность человека. Фации наиболее радикально изменяются при природопользовании. Более крупные геосистемы в меньшей степени подвержены изменениям.

Степень изменения ландшафта зависит от того, какие компоненты подверглись модификации или даже разрушению. С этих позиций выделяют первичные и вторичные компоненты. Геологический фундамент и свойства воздушных масс, т.е. климат, являются базовыми, первичными, формирующими облик ландшафта, их, кстати, человеку трудней всего изменить, хотя примеры этого уже имеются: разработка месторождений открытым способом, когда карьеры достигают глубины 100...200 и более метров, а в плане измеряются десятками километров. Легче всего человек изменяет вторичные компоненты: растительный покров, почвы, сильно воздействует на поверхностные воды, но вторичные компоненты и легче восстанавливаются.

В настоящее время принято по степени изменения ландшафтов подразделять их на:

1) условно неизмененные, которые не подверглись непосредственному хозяйственному использованию и воздействию, в них можно обнаружить лишь слабые следы косвенного воздействия, например, осаждение техногенных выбросов из атмосферы в нетронутой тайге, в высокогорьях, в Арктике, Антарктике;

2) слабоизмененные, подвергающиеся преимущественно экстенсивному хозяйственному воздействию (охота, рыбная ловля, выборочная рубка леса), которое частично затронуло отдельные "вторичные" компоненты ландшафта (растительный покров, фауну), но основные природные связи не нарушены и изменения носят обратимый характер; это тундровые, таежные, пустынные, экваториальные ландшафты;

3) среднеизмененные ландшафты, в которых необратимая трансформация затронула некоторые компоненты, особенно растительный и почвенный покров, это - сводка леса, широкомасштабная распашка, в результате которых изменяется структура водного и частично теплового баланса, биогеохимический круговорот;

4) сильно измененные (нарушенные) ландшафты, которые подверглись интенсивному воздействию, затронувшему почти все компоненты (растительность, почвы, воды и даже массы твердой земной коры), что привело к существенному нарушению структуры, часто необратимому и неблагоприятному с точки зрения интересов общества и природы; это главным образом южнотаежные, лесостепные, степные, сухостепные ландшафты, в которых наблюдается обезлесивание, эрозия, засоление, подтопление, загрязнение атмосферы, вод и почв; широкомасштабная мелиорация (орошение, осушение) также сильно изменяет ландшафты, другое дело, в какую сторону происходят эти изменения

- 16 -

они могут быть и должны быть позитивными как для природной системы, так и для человека;

5) культурные ландшафты, в которых структура рационально изменена и оптимизирована на научной основе, с учетом вышеизложенных принципов, в интересах общества и природы; именно таким ландшафтам должно принадлежать будущее.

Измененную геосистему нужно рассматривать как особую техно-природную систему, в которую встроены техногенные инородные для природы блоки: посевы сельскохозяйственных культур, здания, сооружения, коммуникации и т.п. В такой системе техногенные и природные блоки функционируют, подчиняясь природным законам. Вместе с тем, надо рассматривать и взаимодействие техногенных блоков, их зависимость от социально-экономи- ческих условий, например, в свете собственности: земля принадлежит одному субъекту, а сооружения, построенные на ней - другому.

Устойчивость техно-природных систем вступает в противоречие с устойчивостью измененной природной системы. Если природная система старается возвратиться в "первобытное" состояние, о чем было сказано выше, то человек заинтересован в устойчивости техно-природных систем. Критерии устойчивости в обоих случаях имеют противоположный характер. Если зарастание пашни служит критерием устойчивости геосистемы как природного образования, то этот же процесс рассматривается как свидетельство неустойчивости уже техно-природной системы, в данном случае - агрогеосистемы, назначение которой - поддерживать заданные свойства пашни для получения требуемого урожая определенных культур. Еще пример: осушительная система без поддержки человека приходит в негодность (мелеют каналы, заиляются и зарастают корнями дрены и т.п.). Следовательно, природная геосистема восстанавливает свой естественный водный режим, который был до осушения, и это есть критерий ее устойчивости. С точки зрения техно-природной системы эта же ситуация является признаком неустойчивости.

Устойчивость преднамеренно модифицированной геосистемы (техно-природной системы) вместе с встроенным в нее техногенным блоком определяется как способность выполнять заданную социально-экономическую функцию.

Измененные человеком геосистемы, как правило, менее устойчивы, чем первичные, поскольку естественный механизм саморегулирования в них нарушен. Поэтому экстремальные отклонения параметров внешней среды, которые "гасятся" в естественной геосистеме, могут оказаться разрушитель-

ными для антропогенной модификации: один заморозок может погубить культурную растительность, пыльная буря за несколько дней может разрушить почвенный слой на распаханной территории.

Техногенный блок природно-технических систем менее устойчив и может существовать только при постоянной поддержке человеком.

- 17 -
^ Техно-природные системы или природно-техногенные комплексы. Природообустройство – это сложное дорогостоящее ресурсо- и энергоемкое мероприятие, проводимое длительное время, для его осуществления необходимо создание комплекса сложных инженерных сооружений и устройств, надежно функционирующих в разнообразных природных условиях, часто экстремальных, при переменных погодных условиях. Поэтому на больших площадях строятся инженерные системы природообустройства, т. е. комплекс сооружений, устройств, машин и оборудования, предназначенных вместе с мероприятиями для достижения той или иной цели. Инженерные системы природообустройства по своей сути являются техно-природными системами. При их создании необходимо руководствоваться изложенными выше принципами природообустройства.

К инженерным системам природообустройства относятся:

1) инженерные мелиоративные системы, предназначенные для реализации требуемого мелиоративного режима земель;

2) инженерно-экологические системы, предназначенные для восстановления естественной самоочищаемости загрязненных территорий, сокращения поступления на них загрязняющих веществ и их удаления, локализации очага загрязнения;

3) инженерные природоохранные системы;

4) инженерные противостихийные системы, предназначенные для борьбы с наводнениями, подтоплением, размывом берегов, с оползнями, селями и т.п.;

5) инженерные системы регулирования поверхностного стока, необходимые при комплексном использовании водных ресурсов;

6) инженерные системы водоснабжения, обводнения и водоотведения.

Состав мелиоративной системы зависит от вида мелиорируемых земель, совокупности регулируемых показателей мелиоративного режима. В общем, мелиоративная система включает регулирующие элементы, непосредственно осуществляющие мелиоративные воздействия, проводящие и ограждающие элементы, источники привлекаемых ресурсов, например, воды, приемники технологических сбросов с мелиорируемой территории (дренажные воды, вредные вещества, наносы и т. п.). Помимо этого, в состав системы входят объекты энергетического обеспечения, дороги, сооружения; средства контроля, связи и управления, обеспечивающие обратную связь между управляющими воздействиями и управляемым объектом и мониторинг состояния мелиорируемой и прилегающей территории, а также природоохранные сооружения, производственные базы, служебные и жилые помещения службы эксплуатации и консультативной службы, осуществляющей постоянное взаимо-

действие между землепользователями и мелиораторами.

Мелиоративные системы в зависимости от их крупности, важности могут принадлежать отдельным землепользователям: фермеру, предприятию; группе землепользователей; могут быть муниципальными; крупные системы, имеющими важное значение для экономики, могут быть в собственно-

- 18 -

сти субъектов Российской Федерации или даже федеральными.

Мелиорируемые земли обслуживаются мелиоративной системой, но не входят в ее состав в смысле собственности.

Надежность мелиорации и ее эффективность во многом зависят не только от технического совершенства мелиоративной системы, но и от правильного ее функционирования, соблюдения технологических режимов, искусства управления ею в неопределенных погодных условиях. Это обстоятельство, требующее принятия решений в условиях неопределенности и сопряженное со значительным риском не только экономического ущерба, но и аварий и разрушений, значительно усложняет управление мелиоративной системой по сравнению с другими предприятиями, менее зависящими от внешних условий. Ошибки в управлении гидромелиоративной системой (оросительной или осушительной) могут привести к переувлажнению или иссушению земель, прорыву дамб или плотин, подтоплению земель и др.

Поэтому очень важна правильная научно обоснованная эксплуатация мелиоративных систем, прежде всего грамотное управление ею, основанное на мониторинге состояния земель, долгосрочном и краткосрочном прогнозе погодных условий. Этому может способствовать моделирование процессов на мелиорируемых землях в режиме реального времени с помощью приведенных ниже моделей, разработка вариантов сценария действия системы в зависимости от прогнозов и минимизация риска от принимаемых решений.

Инженерно-экологические системы строятся на сильно загрязненных территориях, признанных зоной чрезвычайной экологической ситуации или зоной экологического бедствия: загрязненных нефтепродуктами, тяжелыми металлами, другими техногенными загрязняющими веществами. Состав этих систем зависит от вида и степени загрязнения, они содержат практически те же элементы, что и мелиоративные системы.

Инженерные природоохранные системы прежде всего создаются с целью восстановления и создания экологической инфраструктуры на водосборных площадях, предохраняющих земли от водной и ветровой эрозии, разрушения оврагами, восстановления малых рек и водоемов, восстановления почвозащитной и водозащитной древесной и кустарниковой растительности, создания биогеохимических барьеров на пути движения загрязняющих веществ.

Инженерные противостихийные системы должны защищать человека, населенные пункты, дороги, а также компоненты природы, особенно почвенный и растительный покров, животный мир от воздействия стихий: затопления при разливе рек, подтопления при подъеме уровня грунтовых вод, размыва берегов морей, рек, водохранилищ, от оползней, селей (разрушительных грязекаменных потоков в горной местности).

Для эффективного использования водных ресурсов необходимо регулирование поверхностного стока на водосборе, строительство комплексных (разного назначения) гидроузлов, водохранилищ сезонного и многолетнего регулирования стока, осуществление мероприятий по охране водных объектов,

- 19 -

улучшения качества вод. В ряде регионов пополняют запасы подземных вод, защищают подземные воды от загрязнения.

Очень значимым является обводнение территорий, особенно в засушливых степях, строительство систем водоснабжения, очистка сбросных вод и рациональное использование сточных вод, что также является частью природообустройства и требует создания современных инженерных систем.
^ 1.5. Общие подходы к созданию культурных

ландшафтов

Высказанный выше лозунг, что отношения человека и природы должны обеспечить гармоничное сочетание суверенных интересов человека и общества со столь же суверенными "интересами" природы материализуется в создании культурных ландшафтов, в которых структура рационально изменена и оптимизирована на научной основе, в интересах общества и природы.

Очевидно, мы не можем и не должны стремиться превратить все

ландшафты в культурные, так таежные ландшафты или ландшафты тропических лесов пусть еще долгое время будут природными фабриками кислорода, местом обитания животных и растений, регуляторами водного режима, наконец, запасами древесины и других ресурсов для будущих поколений.

Поэтому многие ландшафты, особенно условно неизмененные и слабоизмененные должны подлежать уходу: уменьшение загрязнения за счет сокращения техногенных выбросов в атмосферу, противопожарные мероприятия, борьба с вредителями и болезнями, санитарные рубки леса, регулирование (ограничение) хозяйственной деятельности. Это касается тундровых, слабо освоенных таежных, полупустынных и пустынных ландшафтов.

Второе направление во взаимоотношениях человека и ландшафта - это консервация некоторых ландшафтов, т.е. организация заповедников, природных и национальных парков, прежде всего для сохранения генофонда растений и животных, а также в рекреационных, оздоровительных, культурных, водоохранных, почвозащитных, санитарных целях.

Третье направление - это оптимизация средне- и сильноизмененных (нарушенных) ландшафтов с целью превращения их в культурные.

Создавая культурные ландшафты, человек повышает их полезность, продуктивность. Для этого надо всесторонне оценивать экономическую ценность (стоимость) ландшафтов или их частей в естественном состоянии, в процессе существующего использования и после превращения их в культурные.

В последнее время экономисты (Бобылев С.Н., МГУ, и др.) предложили довольно полную, всестороннюю экономическую оценку ландшафтов или отдельных природных объектов, например болота, луга, леса, водоема и т.д. Общую экономическую ценность (стоимость) Эц они предлагают считать состоящей из стоимости использования Си и стоимости неиспользования Сни,

- 20 -
отражающей социальную значимость природы для общества:

Эц = Си + Сни.

В свою очередь стоимость использования подразделяют на прямую стоимость ^ Пс (извлекаемую и неизвлекаемую), косвенную стоимость использования Кс и стоимость отложенной альтернативы Са:

Си = Пс + Кс + Са.

Стоимость неиспользования, т.е. сохранения природного объекта для природы и человека ^ Сни складывают из стоимости его существования и наследования будущими поколениями (непотребительной стоимости) Сс, стоимости (ценности) выполняемых им экологических функций Сэ, информационной стоимости Син:

Сни = Сс + Сэ + Син.

Например, общая экономическая стоимость болота состоит из

1) прямой стоимости его использования человеком: извлекаемой без осушения – добыча мха, клюквы, после осушения – добыча торфа, выращивание сельскохозяйственных культур; неизвлекаемой – охота;

2) косвенной стоимости использования – изучение флоры и фауны, миграции птиц и т.п., в связи с этим, защита флоры и фауны;

3) стоимости отложенной альтернативы – сохранение торфа для будущего использования по мере развития новых технологий в химической, медицинской промышленности;

4) стоимости существования и наследования – затраты на сохранения болота для будущих поколений при осушении прилегающих земель, при дорожном строительстве, борьба с пожарами;

5) стоимости экологических функций – значимость болота для регулирования стока рек, как биогеохимического барьера на пути миграции загрязняющих веществ;

6) информационной стоимости – возможность познания геологической истории местности, использование генофонда проживающих организмов для селекционной работы.

Такая оценка изменяет отношение человека к природным объектам, как к бесплатным, даровым источникам ресурсов и услуг. Она позволяет оценить их значимость как уникальных объектов, осознано подходить к их изменению в процессе природообустройства и к использованию, показывает взаимозависимость частных ценностей. Повышая одну из ценностей, полезностей, можно уменьшить другую, что в сумме возможно приведет к отрицательному эффекту.

Важно также, какой ценой оплачен рост одной из полезностей, в частности, каким объемом материальных или энергетических ресурсов, извлекаемых, в том числе и из других ландшафтов. Яркий пример – бурная дискуссия о межбассейновых перебросках речного стока. По видимому, общество приняло бы идею перебросок, если бы изначально была бы доказана "межландшафтная" полезность перераспределения водных ресурсов.

- 21 -

Таким образом, совокупность мероприятий по окультуриванию ландшафтов должна основываться на оптимизации не частных полезностей, что обычно и делается, а на доказательстве повышения общей полезности с учетом межландшафтных связей.

В культурном ландшафте надо обеспечивать максимальную производительность возобновляемых природных ресурсов и, прежде всего, биологических. Нужно ориентироваться на использование возобновляемых "чистых" энергетических ресурсов, не загрязняющих природную среду; предотвращать нежелательные процессы как природного, так и техногенного характера (эрозия почв, заболачивание, засоление, наводнения, оползни, размывы берегов, сели, обмеление рек, загрязнение воздуха, вод, почвы и т.д.).

Большие возможности имеет мелиорация земель как средство создания культурных ландшафтов, хотя неправильное ее применение сопряжено с негативными последствиями. Но надо ли сразу браться за мелиорацию ланд-

шафта, желая сделать его культурным? Помимо мелиорации человек имеет в своем распоряжении достаточно средств и ограничений своей деятельности, что бы реализовать идею культурных ландшафтов.

В создании культурного ландшафта главная роль отводится научной организации его территории. В проекте организации территории следует предусматривать оптимальный набор угодий различного назначения, рациональное соотношение их площадей, взаимное расположение, форму и размеры, режим использования, разумное количество мелиорированных земель (иногда надо идти не на их увеличение, а на сокращение, реконструкцию мелиоративных систем).

Эти решения определяются, с одной стороны, социальным заказом, а с другой - строением самого ландшафта и тем наследием, которое оставила предшествующая хозяйственная деятельность. Нужно иметь в виду, что интересы экономики и охраны природы не всегда совпадают, нужно искать компромисс, отдавая предпочтение сохранению природы, так как это является долговременным фактором жизни людей на данной территории. Часто всту-

пают в противоречие и интересы различных отраслей производства: например, при создании водохранилищ повсеместно возникает конфликт между интересами гидроэнергетики, сельского хозяйства, рыболовства. Особенно сложная ситуация складывается в густонаселенных давно освоенных районах с напряженным земельным балансом, где нужны резервные территории для развития населенных пунктов, коммуникаций, оздоровительных и природоохранных зон.

С точки зрения функционирования ландшафта можно высказать еще ряд требований при превращении его в культурный:

1) культурный ландшафт не должен быть однообразным, кстати, это объясняется его изначально сложным морфологическим строением, которое, в общем-то, затрудняет использование земель, например, в Нечерноземной зоне России, где распространены холмисто-моренные таежные ландшафты с большим коли-

- 22 -

чеством болот и переувлажненных почв, с чередованием небольших массивов пашни, лугов с лесными массивами, затруднено применение сельскохозяйственной техники, но проводившееся в одно время укрупнение полей, борьба с мелкоконтурностью вряд ли оправданы; лучше технику приспосабливать к ландшафту, чем провоцировать эрозию почвы и другие нежелательные последствия;

2) в культурном ландшафте не должно быть антропогенных пустошей, заброшенных карьеров, отвалов, свалок, служащих источниками загрязнения, все они должны быть рекультивированы;

3) при организации территории надо стремиться к увеличению площади под растительным покровом, включая посевы сельскохозяйственных культур, среди которых обязательно должны быть травы, рекультивируемые площади желательно занимать древесными насаждениями, устраивать природоохранные зоны в виде древесно-кустарниковых полос;

4) на части культурного ландшафта желательно экстенсивное приспособительное использование земель, так как естественные ценозы довольно эффективно используют солнечную энергию и при определенных условиях экономически не менее выгодны, чем посевы культурных растений, при разумном уходе за лесами, естественными лугами, пастбищами и даже болотами (особенно верховыми) с них можно получать много полезного для человека и это будет способствовать охране природы;

5) культурный ландшафт должен иметь охраняемые территории, на которых в разной степени консервируются элементы ландшафта, это могут быть заповедники, как самые строго охраняемые земли, где разрешены только научные исследования без всякой хозяйственной деятельности и без массового посещения людьми, природные резерваты, заказники разного назначения (в том числе и охотничьи); подлежат выявлению и сохранению отдельные редкие или интересные природные объекты: водопады, формы рельефа, геологические обнажения, уцелевшие остатки коренных растительных сообществ и т.п.; хорошо сочетаются природоохранные, рекреационные, культурно-воспитательные и

экономические функции ландшафта в национальных и природных парках;

6) при организации территории ландшафта надо учитывать горизонтальные связи между его составляющими, направление потоков веществ и их интенсивность, это очень важно при размещении промышленных предприятий, жилых кварталов, зеленых зон, водоемов, участков пашни при расчлененном рельефе;

7) на территории культурного ландшафта должен быть выполнен комплекс работ по улучшению, восстановлению и облагораживанию гидрографической сети: восстановление малых рек, создание водоемов, регулирование поверхностного и подземного стока, улучшение качества поверхностных и подземных вод;

8) создание культурного ландшафта должно завершаться его внешним благоустройством, это должно достигаться уже при рекультивации земель, при ра-

- 23 -

циональном размещении угодий, при создании природоохранных зон, помимо этого очень важно удачное вписывание в ландшафт различных сооружений (это предмет ландшафтной архитектуры).

Перечисленные мероприятия по рациональному размещению угодий, правильному их использованию и охране надо сочетать с мерами по повышению их потенциала путем различных мелиораций, т.е. активным регулированием процессов функционирования ландшафта.

Высказанные здесь соображения начинают реализовываться в научных и практических проработках по ландшафтному земледелию. Именно сельскохозяйственное производство, несмотря на кажущееся несильное влияние на природные системы, но, благодаря широкомасштабному развитию, является мощным природоизменяющим фактором. Важность этого вида природопользования и значительные негативные экологические последствия заставили аграриев в первую очередь обратиться к системному анализу своей деятельности, переходить к адаптивным природосберегающим технологиям.

Сейчас уже сформулированы с географических позиций многие положения концепции "агроландшафта". Отметим неудачность этого термина, так как практически никогда весь ландшафт не используется в сельскохозяйственном производстве, не только из-за его значительной территории, но, главным образом, из-за своего внутреннего разнообразия. Поэтому более строгим является понятие "агрогеосистема", как разновидность техно-природной системы. Агрогеосистемы формируются в рамках фаций и их сообществ или урочищ, они выступают непосредственным объектом при мелиорации сельскохозяйственных земель.

Агрогеосистема – это техно-природная ресурсо-воспроизводящая и средообразующая геосистема, она служит объектом сельскохозяйственной деятельности и, одновременно, средой обитания культурных растений, домашних животных и человека. В ней эксплуатируется уникальный природный процесс, свойственный зеленым растениям, - фотосинтез, создающий живое вещество из неорганических веществ, энергетической основой которого является солнечное излучение.

Агрогесистема во многом отличается от природной, целинной геосистемы. Прежде всего, коренной трансформацией биогеохимического круговорота веществ. Если в природных геосистемах лишь около 10% первичной биологической продукции, создаваемой зелеными растениями, утилизируется в трофических (питательных) цепях травоядными и всеядными животными, а остальная растительная масса после отмирания идет на расширенное воспроизводство плодородия почвы, то в пахотных агрогеосистемах отчуждение с убранным урожаем подавляющей части биомассы приводит к резкому дисбалансу биогеохимического круговорота. Как следствие, происходит обеднение почв гумусом, питательными элементами, разрушается структура пахотного горизонта. Почва теряет свое плодородие, становится податливой к эрозионным процессам. Возникает необходимость восстановления плодородия почвы

- 24 -

за счет внесения органических и минеральных удобрений. К этому добавляется и другая химическая нагрузка: разнообразные ядохимикаты, химмелиоранты (известь, гипс).

Как уже отмечалось, агрогеосистемы менее устойчивы из-за уменьшения разнообразия растительного покрова.

Создание культурных агрогеосистем предполагает адаптивное растениеводство; контурное земледелие; биологические (альтернативные) системы полеводства с отказом от ядохимикатов и с сокращением минеральных удобрений; минимизацию обработки почвы; переход от монокультурных посевов к поликультуре; рациональную организацию территории.

В концепции ландшафтного земледелия много внимания уделяется оптимальному насыщению агрогеосистем морфологическими элементами экологического назначения. Они могут быть как природными, так и специально созданными. В составе культурной агрогеосистемы обязательно должна быть экологическая инфраструктура, которая поддерживает геосистему в динамически устойчивом состоянии.

При оптимизации ландшафта необходимо сбережение или восстановление естественных элементов экологической инфраструктуры: колочные и байрачные леса, нагорные дубравы, "бордюрные" дубняки, леса крутых коренных склонов речных долин, лесные, кустарниково-степные останцево-водораздельные массивы, сосновые боры на песчаных надпойменных террасах, приречные уремы и др. Придается большое значение созданию лесных полос - полезащитных, приовражных, прибалочных, водозащитных и др.
1   2   3   4   5

Похожие:

Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconМосква Издательство "Республика"
К. О. Апель (Франкфуртский университет, Германия), Б. Н. Бессонов (Академия государственной службы при Президенте Российской Федерации),...
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconМинистерство образования и науки российской федерации московский...

Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconОбразован в 1953 году Кафедра физики и высшей математики
Министерство образования российской федерации московский государственный университет технологий и управления
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconРоссийской Федерации Магнитогорский государственный технический университет...
Министерство образования Российской Федерации Магнитогорский государственный технический
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconРоссийской Федерации Московский государственный институт электроники...
Целью проекта является техническое описание компьютерной сети в помещениях №45 и №46 Колледжа педагогического образования информатики...
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconПеречень оснований Вид мероприятия (олимпиады, конкурса, соревнования,...
Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова Министерства здравоохранения и социального развития...
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconМинистерство образования российской федерации тамбовский государственный...
Министерство образования российской федерации тамбовский государственный университет
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconФилиал федерального государственного бюджетного образовательного...
«московский государственный университет технологий и управления имени к. Г. Разумовского» в г. Калининграде
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconФгбоу впо «московский государственный гуманитарный университет им....
Фгбоу впо «московский государственный гуманитарный университет им. М. А. Шолохова»
Российской федерации московский государственный университет природообустройства iconМосковский финансово-юридический университет мфюа
Законы Российской Федерации, посвященные вопросам защиты населения в чрезвычайных ситуациях
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница