Природно-ресурсный потенциал ландшафтов и его рациональное использование.

44.

Устойчивость почв – это способность почвы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Различают два вида устойчивости: устойчивость к физическим воздействиям и устойчивость к химическим воздействиям.

Среди воздействий физического характера на почву в первую очередь следует выделить водную эрозию, дефляцию, уплотнение почв под влиянием тяжелой сельскохозяйственной техники и вытаптывание почв при рекреационных нагрузках и выпасе домашнего скота. При оценке устойчивости к физическим воздействиям учитываются механический состав почв, содержание гумуса, наличие и характер растительного покрова, рельеф местности. Наиболее устойчивы к водной эрозии песчаные почвы, покрытые растительностью с плоским рельефом. К дефляции наиболее устойчивы глинистые почвы, богатые гумусом, здесь намного быстрее происходит восстановление растительности. К вытаптыванию устойчивы почвы тяжелого механического состава, богатые гумусом и питательными веществами.

К химическому воздействию относятся загрязнение и засоление почв. При оценке устойчивости к химическому воздействию учитывают механический состав, водопроницаемость почв, содержание гумуса, рН, наличие биогеохимических барьеров, окислительно-восстановительные свойства, кислотно-щелочные свойства, фильтрационно-сорбционные свойства.

Самый низкий потенциал геохимического самоочищения характерен для болотных и пойменных почв. Наиболее неустойчивы к химическому загрязнению почвы тяжелого механического состава с низкой аэрацией и водопроницаемостью, застаиванием вод (пойменные и болотные почвы). Наиболее высокий потенциал самоочищения у почв легкого механического состава (подзолистые и дерново-подзолистые почвы).

Устойчивость почв является основным показателем, который должен учитываться при использовании почв.

Охрана почв – комплекс мероприятий по сохранению целостности почвенного покрова и плодородия почв, в том числе гумуса в них. Основные направлены охраны и рационального использования почв:

1. Организационно-хозяйственные мероприятия – выбор оптимальной структуры земельных угодий и посевных площадей в зависимости от качества почв. Например, на пойменных почвах лучше всего размещать сенокосы, на черноземах – зерновые культуры, сахарную свеклу, подсолнечник, коноплю. В этой же группе мероприятий относят правильный режим внесения минеральных и органических удобрений, правильное применение ядохимикатов, проведение мероприятий по сокращению промышленных и транспортных выбросов.

2. Агротехнические мероприятия – безотвальная обработка почвы, рыхление, мульчирование, посевы поперек склона, введение противоэрозионных севооборотов с участием многолетних трав, террасирование склонов.

3. Лесомелиоративные мероприятия – создание почвозащитных, водопоглощающих и ветроломных искусственных лесных полос.

4. Гидротехнические мероприятия – создание прудов и водохранилищ, строительство противоэрозионных сооружений, осушение, орошение.

Впервые термин «биосфера» (от греч. bios – жизнь, sfere – сфера, оболочка) появился в 1875 г. в трудах австрийского геолога Э. Зюсса. До него на наличие всепроникающей живой материи указывал Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829). Зюсс под биосферой понимал совокупность всех живых организмов обитающих на Земле.

Современное учение о биосфере создал выдающийся русский ученый В. И. Вернадский (1863 – 1945). В 1926 г. основные положения этого учения были опубликованы в его книге «Биосфера». Согласно современным представлениям биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы до озонового экрана, всю гидросферу и верхнюю литосферу до глубины 6 – 12 км (обнаружены микроорганизмы). Живые организмы, получая поток солнечной энергии, преобразуют его, вовлекают в химические реакции неорганическое вещество и создают тем самым непрерывный круговорот веществ и энергии.

В истории становления и развития биосферы выделяют три основных периода: абиогенный, биогенный и антропогенный.

Биологические ресурсы – источники предпосылки получения необходимых людям материальных и духовных благ, заключенных в объектах живой природы. В состав биологических ресурсов входят все живые средообразующие компоненты биосферы – продуценты, консументы, редуценты с заключенным в них генетическим материалом. В состав биологических ресурсов входят:

1. Растительные ресурсы; 2. Ресурсы животного мира; 3. Генетические ресурсы.

Биологические ресурсы относятся к категории возобновимых природных ресурсов, т. е. способны к самовосстановлению в современных климатических условиях за достаточно короткий временной интервал.

Растительность – совокупность растительных сообществ, встречающихся на определенной территории. Основные растительные сообщества: тундровые, степные, лесные, пустынные, горные и т. д. Роль растительности проявляется в следующем:

1. Продуцирование кислорода и поглощение углекислого газа. Ежегодно в процессе фотосинтеза усваивается около 200 млрд. т углекислого газа и выделяется 145 млрд. т свободного кислорода. 2. Растительность – ведущий фактор почвообразования. 3. Растения производят фитонциды, убивающие болезнетворные бактерии. 4. Растительность – важнейший компонент экосистем, формирующий среду обитания. 5. Растительность способствует формированию полезных ископаемых (каменный и бурый уголь, нефть, торф, горючие сланцы и др.). 6. Растительность – важнейшее сырье для промышленности.

Хозяйственная деятельность оказывает мощное отрицательное воздействие на растительный мир. Все виды антропогенного воздействия можно свести к прямому и косвенному воздействию. Прямое воздействие происходит:

1. При вырубке лесов и неумеренной заготовке древесины. 2. При выкашивании трав. 3. При сборе ягод, плодов, грибов, лекарственных трав. 4. При выпасе домашнего скота. 5. При вытаптывании растительности в местах массового отдыха. 6. При строительстве новых населенных пунктов. 7. При разработке полезных ископаемых. 8. При прокладке авто- и железных дорог. 9. При пожарах 10. При распашке сельскохозяйственных угодий. 11. При создании водохранилищ.

Косвенное воздействие проявляется:

1. При загрязнении и засолении почв и водных экосистем. 2. При изменении гидрологического режима водных объектов. 3. При мелиорации ландшафтов.

Животный мир – важнейшая составная часть биосферы. Животные – группа гетеротрофных организмов, как правило, способных к активному передвижению и поедающих органическое вещество (Реймерс, 1990, с. 127). Существует четкая приуроченность отдельных видов животных к определенным природным зонам (биомам).

Эколого-хозяйственное значение животного мира: 1. Животный мир – источник питания человека; 2. Животный мир – источник сырья для промышленности и кустарного производства; 3. Животный мир – фактор почвообразования; 4. Животный мир – носитель генофонда; 5. Микроорганизмы (редуценты) участвуют в разложении органики; 6. Насекомые опыляют растения; 7. Травоядные животные, насекомые служат пищей для других видов животных; 8. Животные принимают активное участие в распространении семян, спор растений.

Отрицательное влияние животных:

1. Потрава культурных растений; 2. Ухудшение условий возобновления культурных растений; 3. Способствуют развитию эрозионных процессов; 4. Носительство и распространение болезней; 5. Обеднение ландшафтов, сокращение устойчивости биогеоценозов, снижение первичной и вторичной биологической продуктивности биосферы. 6. Ухудшение гидрологического режима территории.

К основным видам антропогенного воздействия на животный мир относят:

Прямое воздействие:

1. Охота – любые формы (отлов, отстрел и т. п.) изъятия диких животных, обычно наземных и морского зверя. В результате чрезмерной охоты уничтожены американский бизон, стеллерова корова, странствующий голубь, на грани вымирания – моржи, тюлени, черепах, уссурийский тигр, гиппопотам и др.);

2. Браконьерство – добыча или любое другое уничтожение животных с нарушением правил охоты, рыболовства и других требований законодательства.

3. Переселение видов в новые места. Акклиматизация – приспособление животных к изменившимся климатическим условиям (кролики и лисицы, привезенные из Европы в Австралию, вытеснили местные виды сумчатых, американская норка вытесняет в Европе европейскую норку). Реакклиматизация – искусственное возвращение в какую-то местность ранее исчезнувшего там биологического вида (например, реакклиматизация зубров в Мордовии).

Косвенное воздействие:

1. Изменение и уничтожение мест обитания (мелиорация). В населенных пунктах среда наиболее сильно изменена. Здесь получили распространение синантропы – организмы, приспособившиеся к новым местам обитания (тараканы, крысы, вороны, сороки, мухи и т. д.). 2. Загрязнение природной среды.

Генофонд – совокупность наследственных свойств и признаков, существующих на Земле организмов. Весь генофонд Земли, за исключением генофонда некоторых опасных болезнетворных организмов, подлежит строгой охране.

Проблемы сохранения генетического разнообразия. В конце ХХ в. в связи с успехами генной инженерии особую актуальность приобрел вопрос генетического загрязнения. Ученые озабочены возможностью случайного выброса организмов благодаря бесконтрольной генно-инженерной биотехнологии. Попав во внешнюю среду такие микроорганизмы способны вызвать эпидемию. Это может привести к нарушению экологического равновесия на планете.

К основным причинам сохранения генофонда можно отнести: 1) этическая, каждый биологический вид имеет право на существование; 2) красота природы в первую очередь выражается в разнообразии; 3) снижение видового и генетического разнообразия подрывает процесс эволюции жизни на Земле; 4) дикая природа – источник селекции домашних растений и животных, а также генетический резервуар, необходимый для обновления и поддержания устойчивости сортов; 5) дикая природа – источник лекарств

Среди мер, направленных на сохранение биологического разнообразия основными являются: 1) сокращение загрязненности среды; 2) защита отдельных видов или групп организмов от чрезмерной эксплуатации 3) создание и расширение сети охраняемых экосистем, где защита среды обитания различных видов является главной задачей – биосферных заповедников; 4) сохранение отдельных видов организмов (консервация генофонда исчезающих видов) в ботанических садах или в банках генов. Криогенная консервация. Этот способ предполагает глубокое замораживание (– 196 ^оС) клеток организмов и их длительное хранение с целью сохранения наследственного материала. Хранение может осуществляться до тех пор, пока не будут найдены пути восстановления вида; 5) Переход к управляемой эволюции по отношению ко все большему числу видов и групп (развитие инженерной генетики, клонирование животных).

50 Особенности охраны и рационального использования биологических ресурсов.

Биологические ресурсы относятся к категории возобновимых природных ресурсов. Они обладают способностью к самовосстановлению, самоочищению и самовоспроизводству. Поэтому в отношении таких ресурсов должны соблюдаться три основных принципа:

1. Изъятие ресурсов должно быть в пределах естественного возобновления, т. е. скорость восстановления природных ресурсов должна превышать скорость их использования; 2. Поддержание экологического равновесия территории – организация особо охраняемых природных территорий, препятствующих антропогенизации природной среды; 3. Экологизация ресурсопользования – процесс неуклонного и последовательного внедрения систем технологических, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Основные меры по охране редких и исчезающих видов растений и животных:

– запрещение их добычи; – реакклиматизация; – заповедование – изъятие территорий из хозяйственного оборота, на которых обитают редкие виды; – ведение Красных книг.

Красная книга – список редких и находящихся под угрозой исчезновения организмов, аннотированный перечень видов и подвидов с указанием современного и прошлого распространения, численности и причин ее сокращения, особенностей воспроизводства, уже принятых и необходимых мер охраны видов. Имеются международная, национальные и региональные варианты Красной книги. Кроме красных есть зеленые и голубые книги, где приводятся данные соответственно о редких и исчезающих видах, сообществах растительности и водных биогеоценозов.

51 Ландшафт как ресурсо- и средосодержащая и воспроизводящая система.

Ландшафт – территориально-организованный участок земной поверхности, характеризующийся генетическим единством и тесной взаимосвязью слагающих, его геокомпанентов. Термин в научный обиход был введен в 1805 г. немецким географом Гоммейером. Первоначально под ландшафтом понимался участок местности, пейзаж. В 1943 г. Н.А. Солнцев разработал учение о ландшафте. В настоящее время ландшафт понимается как один из видов геосистем, геоэкосистем. Характерные особенности ландшафта: 1) генетическая однородность территории, 2) комплексность и единство; 3) целостность образования; 4) взаимосвязь компонентов; 5) обмен веществом и энергией осуществляется как между соседними ландшафтами, так и внутри ландшафта между его состав. частями.

В настоящее время сложилось три группы определений:

1. Ландшафт как природное образование; 2. Ландшафт как природно-антропогенное образование; 3. Ландшафт как родовое понятие. В сфере природопользования ландшафт выступает как геоэкосистема: 1. Ресурсосодержащая система (возобновимые и невозобновимые природные ресурсы); 2. Ресурсовоспроизводящая система (лесные насаждения, кислород, почво-земельные ресурсы); 3. Средоформирующая система (населенные пункты, местообитания растений и животных); 4. Система, хранящая генофонд; 5. Система, принимающая и перерабатывающая отходы; 6. Как природная лаборатория для исследований; 7. Как источник эстетического восприятия.

Подчиняясь закону географической зональности, на поверхности Земли сформировались зональные типы ландшафтов. Для каждой природной зоны характерен свой зональный тип ландшафта, например, в зоне степей – степной ландшафт. Более 60 % территории Земли преобразовано человеком.

52 Антропогенный ландшафт. Классификация антропогенных ландшафтов. Общие закономерности функционирования антропогенных ландшафтов.

К антропогенным ландшафтам относят широкую группу ландшафтов как сознательно целенаправленно созданную человеком для выполнения тех или иных социально-экономических функций, так и возникших в результате непреднамеренного изменения естественных ландшафтов. Антропогенные ландшафты сохраняют естественный характер и функционируют по природным законам, однако несут антропогенное содержание в виде культурных растений, измененных свойств почвогрунтов, измененного режима подземных и поверхностных вод, измененного микроклимата. К антропогенным ландшафтам относят населенные пункты, сельскохозяйственные угодья, искусственные водные объекты, карьеры.

Существует большое множество различных видов антропогенных ландшафтов. Самая первая классификация антропогенных ландшафтов была предложена В. Л. Котельниковом.

Классификация антропогенных ландшафтов по выполняемым социально-экономическим функциям:

1. Сельскохозяйственные; 2. Лесохозяйственные; 3. Промышленные; 4. Селитебные; 5. Рекреационные; 6. Заповедные; 7. Водохозяйственные; 8. Дорожные; 9. Беллегеративные.

Классификация антропогенных ландшафтов по характеру экологических последствий:

1. Культурный ландшафт – целенаправленно созданный и постоянно поддерживаемый человеком, пригодный для воспроизводства его здоровой среды обитания;

2. Акультурный ландшафт – возникает в результате нерациональной хозяйственной деятельности или в результате неблагоприятных воздействий соседних ландшафтов.

3. Деградированный ландшафт – ландшафт, потерявший способность выполнять какие-либо социально-экономические функции (30-ти километровая зона вокруг ЧАЭС).

Классификация антропогенных ландшафтов по генезису:

1. Пирогенные – ландшафты, образовавшиеся путем выжигания растительности;

2. Подсечные – ландшафты, образовавшиеся в результате вырубки леса;

3. Пашенные – ландшафты, образовавшиеся в результате распашки луговых степей;

4. Пастбищно-дегрессионные –образовавшиеся в результате чрезмерного выпаса скота;

5. Техногенные –образование которых связано со строительством, функционированием промышленности, добычей полезных ископаемых.

Общие закономерности функционирования антропогенных ландшафтов:

1. Энергетической основой антропогенных процессов является энергия, вырабатываемая человеком с помощью технических устройств (ТЭС, ГЭС, АЭС).

2. Антропогенные процессы по опасности протекания быстротечны и значительно превосходят природные (авария на Чернобыльской АЭС, ).

3. Цикличность антропогенных процессов, в отличие от природных, не выражена и определяется потребностями экономики.

4. В антропогенных ландшафтах происходит замена или нарушение естественных биогеохимических циклов. Это связано с химическим загрязнением природной среды.

5. Антропогенные процессы способствуют упрощению видового состава ландшафтов, ландшафтного разнообразия и в целом биосферы. Антропогенные ландшафты по сравнению с природными, устроены наиболее просто.

6. В антропогенных ландшафтах происходит постепенная замена естественной среды обитания человека искусственной, квазиприродной средой.

Геоэкологический мониторинг

Мониторинг – система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей природной среды. Цель мониторинга – выявление антропогенных изменений. Мониторинг охватывает наблюдения за источниками и факторами антропогенных изменений – химическими, физическими, биологическими и за эффектами, вызываемыми этими воздействиями в окружающей среде и, прежде всего за реакцией биологических систем на эти воздействия. Наблюдения могут осуществляться по физическим, химическим, биологическим показателям, особенно перспективны интегральные показатели. Мониторинг должен выявить критические ситуации, выделить критические факторы воздействия и наиболее подверженные воздействию элементы биосферы.

По масштабу (охвату территории) мониторинг может быть: глобальным, национальным, региональным, локальным или импактным.

По методам исследования мониторинг может быть: физическим, химическим, дистанционным, биологическим, индикационным.

Особо выделяется фоновый или базовый мониторинг – слежение за общебиосферными и основными природными явлениями. Станции фонового мониторинга располагаются в биосферных заповедниках.

И. П. Герасимов (1985) выделяет три ступени мониторинга: 1. Биоэкологический – наблюдения за состоянием окружающей среды с точки зрения ее влияния, прежде всего на состояние здоровья человека и населения. Цель – защитить интересы человека. 2. Геоэкологический, геосистемный или природно-хозяйственный. Его цель наблюдения за изменением геосистем (экосистем) и природно-технических систем.

3. Биосферный мониторинг главной целью ставит наблюдения за главными параметрами современной биосферы, экологическую оценку этих изменений.

В качестве критериев оценки состояния окружающей среды могут выступать: 1. Показатели исходного состояния, наблюдаемых компонентов; 2. Нормативные показатели, самые распространенные из которых санитарно-гигиенические – ПДК.