Лекция 5. Лекция 5 (1). Лекция 5 Задание Прочитайте лекцию, законспектируйте основные положения
 Скачать 364 Kb.
|
3. Поддержание ландшафтно-экологического равновесияБолее 20 лет назад в монографии, ставшей классической, Н.Ф. Реймерс и Ф.Р. Штильмарк назвали задачу поддержания экологического равновесия стратегическим направлением организации всех ООПТ и наметили основные подходы к ее решению. Выдвинутый тезис актуален и сегодня. Очевидно, что без поддержания экологического равновесия в каком-либо регионе или биосфере в целом не могут быть решены и другие природоохранные задачи. Несмотря на кажущуюся очевидность, понятие равновесия довольно неопределенно и в разных областях науки трактуется по-разному. В биологии, географии под этим термином обычно понимается динамическое равновесие, т.е. медленно изменяющееся неравенство в течение отрезка времени, системно-индивидуального для конкретного объекта. Этот хроноинтервал для разных объектов может иметь самую различную продолжительность: для одноклеточных организмов - несколько минут, для геосистем - десятки и сотни лет, для биосферы - миллионы лет (геологический период), для Вселенной - миллиарды лет, однако все отрезки времени объединяет один существенный признак - сохранение относительной неизменности, стабильности качества изучаемого объекта. Это равновесие есть результат сбалансированных процессов динамики и функционирования; при смене качества (под влиянием внешних факторов или саморазвития) исходное равновесие нарушается и объект стремится к новой форме равновесия. Таким образом, ландшафтно-экологическое равновесие (ЛЭР) можно определить как сохранение природных или природно-антропогенных геосистем в качественно определенном состоянии в течение характерного для них времени. Из данного определения следует, что на какой-то территории может быть n-е множество геосистем, находящихся в состоянии равновесия. Далеко не все они благоприятны для жизнедеятельности человека (с точки зрения хозяйственной деятельности, здоровья и др.). Например, в бассейне оз. Севан после сведения дубово-можжевеловых редколесий, под которыми формировались достаточно мощные горно-лесные коричневые почвы (исходное состояние равновесия), процессы эрозии быстро разрушили и почвы и значительную часть коры выветривания. И теперь на большой площади склонов на поверхность выведены коренные породы, среди которых разбросаны отдельные колючие подушки нагорных ксерофитов. При этом вновь сформированная геосистема также находится в состоянии равновесия, но качественно ином, практически непригодном для любого вида хозяйственной деятельности. Поэтому наряду с вышеприведенным определением необходимо ввести понятие целесообразного ЛЭР. Под ним понимается динамический баланс природных компонентов геосистем, а также природных и природно-антропогенных геосистем, создающий условия для поддержания геосистем в состоянии потенциального самовосстановления до зонального природного или природно-антропогенного типа, к которому адаптировано хозяйство региона. В контексте рассматриваемой проблемы важнейшая составляющая современного глобального экологического кризиса заключается в том, что человек как составляющая часть биосферы всецело зависит от благополучия эволюционного ее состояния. Человек как биологический вид возник и может существовать только при определенных физико-химических условиях окружающей среды: специфическом газовом составе атмосферы, определенной интенсивности солнечной радиации, достигающей земной поверхности, уровне концентрации тяжелых металлов, радиации и т.п. Деятельность человека привела к глобальному изменению физико-химических условий в биосфере, критическому сокращению биоразнообразия и, судя по всему, выводит (или уже вывела) биосферу из состояния исходного равновесия. Биосфера будет стремиться перейти в новое состояние равновесия, соответствующее изменившимся условиям. Контуры этого нового состояния равновесия пока еще очень туманны. Жизнь на Земле при этом, безусловно, сохранится (сейчас установлены формы жизни, способные существовать в самых экстремальных условиях), однако для современной человеческой цивилизации это, вероятно, будет означать катастрофу (с геофизических, геохимических и биологических позиций). Факторы поддержания ландшафтно-экологического равновесия. Поддержание ЛЭР в геосистемах является следствием действия и взаимодействия большого числа самых разнообразных факторов, которые в конечном итоге можно объединить в две группы. Оптимальное соотношение природных компонентов. В геосистемах, находящихся в стадии устойчивого существования и развития, все природные компоненты находятся в определенном, сбалансированном отношении, стремясь к состоянию динамического равновесия между собой и внешней средой. Образно этот принцип можно передать одной фразой: "В природе все целесообразно" (разумеется, "с точки зрения природы"). Однако когда исходное природное равновесие обусловлено кажущимся избытком какого-либо компонента или его дефицитом, у человека возникает желание "поправить" это соотношение в лучшую для себя сторону. Наиболее частый случай нарушения оптимального соотношения природных компонентов - изменение характера биоты. Более серьезные проблемы возникают при нарушении геоматических компонентов. Например, полесские ландшафты на Русской равнине в естественном состоянии отличаются высокой степенью заболоченности. Проведенные здесь крупномасштабные осушительные мелиорации позволили ввести в сельскохозяйственный оборот дополнительные площади земель, но вызвали значительное опускание уровня грунтовых вод на прилегающей территории, переосушку почв, усиление процессов эрозии, трансформацию биоты, эвтрофикацию водоприемников, т.е. на значительной площади вывели естественные геосистемы из состояния равновесия. Оптимальный уровень ландшафтного разнообразия. В природе существует принцип упорядочения заполнения пространства и пространственно-временной определенности, который формулируется следующим образом: заполнение пространства внутри природной системы в силу взаимодействия между ее подсистемами упорядочено таким образом, что позволяет реализоваться гомеостатическим свойствам системы с минимальными противоречиями между частями внутри нее. Другими словами, для поддержания устойчивого состояния природа стремится упорядочить взаимоотношения не только между природными компонентами (вертикальная структура геосистемы), но и между составляющими подсистемами (горизонтальная структура). В общей теории систем данный принцип формулируется как закон необходимого разнообразия. Естественное равновесие при этом поддерживается на основе целостности всей иерархии составляющих подсистем различного уровня и сложности. Деятельность человека может как упрощать, так и усложнять исходную структуру геосистем. Чрезмерное упрощение ландшафтной структуры, например, при сплошной распашке Великих равнин в США или целинных степей в Казахстане, привело к катастрофическому развитию процессов эрозии, т.е. выходу системы из равновесного состояния. Сейчас эта проблема решается путем агролесомелиораций, искусственным усложнением ландшафтной структуры через создание лесных полос. В целом поддержание ландшафтно-экологического равновесия можно обеспечить только соединением рассмотренных двух групп факторов. Первой группе соответствует система мероприятий, в общем виде называемой рационализацией природопользования, второй группе - системно-балансовый способ полной или частичной консервации географического пространства. Ниже мы будем обращаться преимущественно ко второму методу - поддержание ЛЭР через охраняемые природные территории. Основные подходы к поддержанию ландшафтно-экологического равновесия при помощи ООПТ. Если задачи охраны участков ненарушенной природы, сохранения БР в теоретическом плане относительно разработаны и сейчас требуются в основном практические меры по их реализации, то задача поддержания ЛЭР в плане теории и методологии разработана гораздо хуже. Рассмотрим четыре основных намеченных подхода. 1. Оптимальное соотношение природных и антропогенно преобразованных ландшафтов Для сохранения ЛЭР площадь антропогенно трансформированных геосистем не должна превышать некоторой критической величины, а в идеале - стремиться к некоторому оптимуму. Расчет этой величины может вестись с разных позиций. Термодинамика биосферы. Земная поверхность служит ареной поступления, накопления, трансформации различных видов энергии, среди которых резко преобладает солнечная энергия. Установлено, что глобальный энергетический баланс на Земле поддерживается прежде всего системой биосферы. Физико-математические расчеты показывают, что человечество не может менять энергетику приземного слоя (изменяя растительность) больше чем на одну сотую часть - за этим пределом лежит неминуемая деструкция биосферы. В доиндустриальную эпоху (до промышленной революции) площадь эксплуатируемых земель составляла менее 5% территории суши, на которой человек использовал не более 20% продукции биоты. В результате общая доля антропогенного потребления продукции биосферы не превышала 1%. Нарушение стабилизации окружающей среды произошло после начала промышленной революции, когда антропогенная доля потребления продукции биосферы превысила 1%, что привело к нарушению действия принципа Ле Шателье в биоте суши. Современная доля антропогенного потребления продукции биосферы почти на порядок превышает критическое значение. Таким образом, современная цивилизация, судя по всему, вывела систему биосферы из состояния равновесия. По расчетам В.Г. Горшкова, человек может кардинально (на 100%) трансформировать энергообмен земной поверхности, но только на одной сотой части суши, на 10% - на десятой части, или незначительно (на 1%), но повсеместно. С термодинамической точки зрения, широкомасштабное окультуривание ландшафтов суши, сопровождающееся относительно слабым изменением биоты и нарушением энергообмена, может быть опаснее образования кардинально трансформированных антропогенных ландшафтов, занимающих относительно небольшую площадь. Отметим, что концепция биотической регуляции окружающей среды В.Г. Горшкова разделяется не всеми учеными. Дискуссии вызывает методика расчета вышеприведенных цифр, некоторые исходные концептуальные положения. Однако основной вывод остается следующим: для поддержания системы биосферы в состоянии термодинамического равновесия необходимо существенное увеличение площади не освоенных человеком территорий. Резерваты (или более широко - ландшафты с ненарушенной биотой) должны занимать большую часть пространства нашей планеты. Эколого-экономическая эффективность природопользования. С точки зрения сохранения ЛЭР было бы лучше, если бы подавляющую часть Земли занимали девственные ландшафты. С точки зрения экономики и удовлетворения потребностей людей необходимо часть земного пространства отчуждать под сельскохозяйственные и лесохозяйственные земли, промышленные зоны, селитебные земли, рекреационные угодья и др. Где же лежит "золотая середина" между экологической и экономической составляющими природопользования? Было показано, что целесообразное ЛЭР (т.е. 100% получаемых полезностей) возникает при соотношении 40% преобразованных и 60% естественных геосистем. При увеличении доли антропогенно трансформированных геосистем (например, сельскохозяйственных полей), можно, казалось бы, увеличить выход сельскохозяйственной продукции, однако в итоге общая эколого-экономическая эффективность падает вследствие возникновения неблагоприятных экологических условий, развития процессов эрозии, ухудшения качества жизни. При увеличении доли естественных геосистем более 60% общий эффект, наоборот, снижается из-за недоиспользования природно-ресурсного потенциала, позволяющего получать полезную продукцию, не выводя геосистемы из состояния ЛЭР (рис. 2).  Естественные экосистемы Рис. 2. Сумма социально-экономической ценности при различном соотношении площади естественных и преобразованных экосистем, % Поскольку в разных типах ландшафтов природные условия и природно-ресурсный потенциал существенно различаются, оптимальное соотношение рассматриваемых площадей тоже будет разным. Ниже приведены данные по примерному соотношению площадей естественных и преобразованных ландшафтов в разных биомах, полученные методом экспертных оценок (табл. 3). Таблица 3 Оптимальное соотношение интенсивно эксплуатируемых и экстенсивно используемых земель (включая ООПТ), обеспечивающее целесообразное ландшафтно-экологическое равновесие, %,
Как следует из приведенных данных, наименьшие площади используемых человеком земель должны быть в ландшафтах с экстремальными природными условиями. Наибольшие площади занимают преобразованные земли в ландшафтах с самыми благоприятными для жизни человека климатическими условиями и наиболее плодородными почвами. |