WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 22 |

«Природопользование — это удовлетворение различных потребностей человеческого общества путем использования природных ресурсов и природных условий. Природопользование ...»

-- [ Страница 1 ] --

Природно-техногенные комплексы и

технология рационального природопользования

Лекция 1. Компоненты природной среды как объекты природопользования.

Природопользование — это удовлетворение различных потребностей

человеческого общества путем использования природных ресурсов и природных

условий. Природопользование определяется также как система непосредственных взаимоотношений человека с природой, возникающих в процессе трудовой деятельности людей, включающая мероприятия по освоению, охране и восстановлению свойств окружающей среды.

Основные задачи природопользования:

- разработка принципов рационального расширения отраслей производства и соотношения между ними, - методы учета, контроля и целесообразности использования тех или иных природных ресурсов, - пути рационального преобразования природы, - поддержания физиологически обоснованного состояния качества природной среды.

К основным компонентам природопользования относятся природная среда и природные ресурсы.

Природная среда как объект природопользования представляет собой область взаимопроникновения и взаимодействия геосфер: литосферы, атмосферы, гидросферы, педосферы, фитосферы и зоосферы, которые тесно связаны между собой в процессе обмена веществом и энергией. Только в ней существует жизнь, возникло и развивается человеческое общество. Это сложная пространственная структура, состоящая из множества иерархически соподчиненных природных комплексов более низких рангов — геосистем и экосистем.

Геосистемы (природные территориальные комплексы, ландшафты) — закономерные сочетания взаимосвязанных биотических и абиотических компонентов.

Экосистемами называют совокупности живых организмов и среды их обитания, которые, взаимодействуя, образуют единое целое.

Эти понятия имеют как черты сходства, так и черты различия.

Сходство между геосистемами и экосистемами выражается в общем наборе компонентов природы, близких по своим свойствам и механизмам функционирования. Они представляют собой открытые природные системы, изменяющиеся в пространстве и во времени. В их состав входят биотические и абиотические компоненты, которые тесно взаимосвязаны между собой потоками вещества и энергии. Среди этих компонентов особое место занимают воздух, вода и биота. Они определяют многие процессы, происходящие в природе (в частности, воспроизводство биологических ресурсов), наиболее мобильны и одновременно самые уязвимые (в отношении антропогенного воздействия) составные части природных систем.

Различие между геосистемами и экосистемами состоит в направленности изучаемых связей и характере выделения пространственных границ. Экосистемы — это биоцентрические системы, поэтому в них выделяют связи, направленные от факторов среды к главному компоненту — биоте, особое внимание уделяя трофическим (пищевым) цепям.

Геосистемы полицентричны, в связи с чем при их изучении все компоненты природы рассматриваются как равнозначные, при этом одинаковое внимание уделяется прямым и обратным связям, т.е. охватывается более широкий круг связей и отношений.

В процессе пространственной дифференциации географической оболочки (биосферы) формируются природные системы, различающиеся по размерам и сложности. Обычно выделяют три уровня размерности этих систем:

а) планетарный (глобальный) — географическая оболочка (биосфера) в целом и ее самые крупные части (материки, океаны, климатические пояса);

б) региональный — крупные регионы, обособление которых связано с действием геодинамических и макроклиматических факторов (физико-географические страны, природные зоны, или зоноэкосистемы, ландшафтные области, или мегаэкосистемы, и др.);

в) локальный — небольшие территории, обособленные влиянием мезорельефа и гидроклиматическими различиями (местности, урочища, фации, или биогеоценозы). В сфере хозяйственной деятельности человека оказываются системы регионального и локального уровней, испытывающие наиболее сильные антропогенные нагрузки и связанные с ними изменения природной среды.

С позиций природопользования, природные системы выполняют две главные функции:

а) жизненную — как среда для жизни и деятельности человека;

б) хозяйственную — как источник природных ресурсов и пространственная основа для экономической активности людей.

Структура и свойства природных систем Природные системы — это сложные пространственно-временные образования. Они включают природные компоненты, характеризующиеся тесными взаимосвязями между компонентами и комплексами системы.

Основные свойства природных систем:

- Структура - совокупность наиболее устойчивых связей между компонентами и соподчиненными комплексами системы. Различают пространственную и временную структуры. Первая рассматривается как порядок расположения составных частей природной системы, их соотношение и характер взаимосвязей между ними по горизонтали и вертикали.

Временная структура проявляется в виде сезонных ритмов и многолетней перестройки связей. Изучение структуры позволяет определить инвариантные (т. е. самые устойчивые) свойства природных систем и оценить их нарушенность в результате антропогенного воздействия.

- Целостность — это внутреннее единство системы, обусловленное тесными взаимосвязями между ее составными частями. Благодаря взаимосвязям изменение одних компонентов природы неизбежно ведет к изменению других, что в конечном итоге может привести к перестройке всей структуры. У геосистем целостность проявляется в свойствах, не присущих их отдельным компонентам (например, способность продуцировать биомассу), в относительной автономности, наличии объективных естественных границ, в более тесных внутренних связях по сравнению с внешними.



- Устойчивость рассматривается как свойство природных систем сохранять или восстанавливать свою структуру и функции при воздействии внешних (в том числе антропогенных) факторов. Она характеризует способность систем нормально функционировать в определенном диапазоне физико-географических условий и техногенных нагрузок. В общем плане устойчивость зависит от инвариантных свойств гео- и экокомплексов, их ранга, а также от интенсивности и продолжительности действия внешнего фактора.

- Состояние системы можно определить как характеристику ее важнейших свойств за определенный более или менее длительный промежуток времени (сезон, год, многолетний период). Выделяются три формы проявления устойчивости геосистем:

а) инертность — способность геосистемы сохранять свое исходное (или близкое к нему) состояние в течение заданного временного интервала;

б) восстанавливаемость — способность геосистем за определенный промежуток времени возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после выхода из него в результате действия внешнего фактора;

в) пластичность — наличие у геосистем нескольких устойчивых состояний и их способность при внешнем воздействии переходить из одного состояния в другое, сохраняя свои инвариантные свойства.

На основе представления об устойчивости сформулировано понятие «устойчивое состояние природных систем». Устойчивым считается состояние системы, к которому она самопроизвольно возвращается, будучи выведена из него внешними силами. В естественных условиях оно поддерживается за счет механизма саморегулирования. Однако в настоящее время, когда антропогенные нагрузки на природу часто превышают порог устойчивости, этот механизм уже не срабатывает и природные системы переходят в неустойчивое, а нередко и в критическое состояние. В последнем случае происходит качественная перестройка систем, которая ведет к смене структуры и изменению реакции на внешнее воздействие.

В отличие от устойчивости изменчивость природных систем рассматривается как способность под действием внешних и внутренних сил переходить из одного состояния в другое. Среди компонентов природы наиболее подвержены изменению атмосферный воздух и воды, а наиболее устойчивы горные породы и рельеф, промежуточное положение занимают биота и почвы. Изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Если природный комплекс после какого-либо внешнего воздействия изменился, но затем за некоторый промежуток времени (приблизительно равный одному - двум поколениям жизни людей) возвратился в исходное (или близкое к нему) состояние, говорят об обратимых изменениях. Если после вмешательства извне прежнее состояние не восстанавливается, говорят о необратимых изменениях. Необратимые изменения чаще всего проявляются при нарушении «первичных» компонентов ландшафта, особенно литогенной основы (например, при образовании карьеров или оврагов).

По глубине трансформации природных систем различают функционирование, динамику и развитие (эволюцию).

Функционирование — это совокупность процессов передачи и превращения вещества и энергии в системе, поддерживающих ее в определенном состоянии. В результате этих процессов происходят небольшие количественные изменения компонентов природы, которые обычно имеют ритмический (суточный, сезонный, межгодовой) характер.

Под динамикой понимают направленные изменения природной системы, которые совершаются в рамках ее структуры и носят обратимый характер. К ним можно отнести сукцессии экосистем (последовательные смены их биоценозов), восстановительные смены их состояний (например, восстановление биогеоценозов после вырубок, пожаров, выпаса).

От динамики отличают развитие (эволюцию) — необратимые направленные изменения природной системы, приводящие к коренной перестройке ее структуры. Развитие выражается в качественном преобразовании компонентов природы и формировании новых геосистем (ландшафтов), что связано как с внешними воздействиями (природные или антропогенные), так и с внутренними причинами (саморазвитие). В естественных условиях смена структуры идет постепенно (например, зарастание озер, заболачивание лесных биогеоценозов и др.), однако при интенсивном антропогенном воздействии она может ускоряться и нередко приводит к полной деградации исходных ландшафтов.

Саморегулирование рассматривается как способность систем без вмешательства извне поддерживать свое состояние, несмотря на изменение внешних факторов (например, сохранение биогеоценозом одного уровня продуктивности в разные по погодным условиям годы). Саморегулирование осуществляется до тех пор, пока процессы, протекающие в природной системе, способны нейтрализовать нежелательные воздействия. Если защитные механизмы истощаются, она либо разрушается, либо должна изменить структуру.

Способность системы к изменению структуры путем перестройки ее внутренних связей получила название самоорганизации.

Благодаря саморегулированию и самоорганизации природные системы могут поддерживать экологическое равновесие — сбалансированное соотношение между приходом и расходом вещества и энергии. В этом случае нарушения, связанные с внешним воздействием, как бы компенсируются процессами саморегулирования и самоорганизации. В результате формируются относительно устойчивые системы, способные поддерживать состояние динамического равновесия с окружающей природной средой. Нарушение равновесия нередко ведет к подрыву природно-ресурсного потенциала (например, падению биологической продуктивности), поэтому поддержание или восстановление равновесного состояния систем — одна из предпосылок рационального использования и охраны природных ресурсов.

Таксономической единицей природной среды локального уровня является ландшафт.

Ландшафты в зависимости от особенностей основного вида миграции вещества и энергии в них можно разделить на абиогенные, биогенные и техногенные.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 22 |