138

Глава хiii Устойчивость экосистем к антропогенному воздействию (тема 13)

13.1. Оценка устойчивости биокосных систем к антропогенному воздействию (конспект лекции и хрестоматия)

Природные биокосные системы и их устойчивость (с элементами повторения)

Природные (естественные) объекты, в которых живые организмы и абиотические (косные) компоненты находятся в тесном взаимодействии и взаимообусловленности (экологические системы, биогеоценозы, элементарные ландшафты, ландшафтные фации, почвы, водные объекты и т. п.) мы будем называть биокосными системами. Справедливо утверждение, что все экологические системы относятся к категории биокосных систем, а любую биокосную систему можно рассматривать как экосистему (в широком смысле). Использование термина «экосистема» в более узком смысле (например, элементарная экосистема или автотрофная экосистема) будет оговариваться особо.

Принято различать природные (естественные) экосистемы и природно-антропогенные (управляемые человеком, но сохранившие природные свойства) экосистемы. Любая природная, естественная экологическая система обладает специальными функциональными механизмами, так называемыми гомеостатическими механизмами (от греч. homoios – подобный и stasis – состояние), позволяющими компенсировать, сглаживать внешние воздействия и сохранять относительное постоянство состава и свойств во времени.

Природная экологическая система – это выполняющая функцию поддержания жизни биокосная система определенного иерархического уровня, которая:

1) взаимодействует со средой и другими системами как единое целое, обмениваясь с ними веществом, энергией и информацией;

2) состоит из подсистем более низкого иерархического уровня, объединение которых приводит к возникновению новых, эмерджентных свойств системы и, в свою очередь, является подсистемой для систем более высокого порядка, вплоть до глобальной экосистемы Земли;

3) обладает гомеостатическими свойствами и механизмами, способностью к саморегуляции, непрерывно осуществляет адаптивную перестройку своей деятельности по сигналам обратной связи о ее результатах;

4) обладает определённой устойчивостью и способностью к самовозобновлению и саморазвитию;

5) реагирует на изменение окружающей среды в соответствии с обобщённым принципом Ле-Шателье

Управляемые человеком природно-антропогенные экосистемы (сельхозугодия, парки, пруды и т.п.) не обладают перечисленными выше свойствами в полном объёме – функции управления этими системами (в большей или меньшей степени) осуществляет человек, затрачивая определённые ресурсы. Справедливо утверждение, что чем меньше выражены (сохранены) природные свойства природно-антропогенной экосистемы, тем меньше её устойчивость, и тем больше ресурсов (прежде всего, энергетических) человек вынужден затрачивать на поддержание такой системы. Отсюда следует, что интенсификация использования природно-антропогенных систем требует всё больших затрат ресурсов. Яркий тому пример – интенсификация современного сельскохозяйственного производства, при котором выполнение большинства некогда природных функций человек вынужден «брать на себя».

Постоянство любой экосистемы всегда относительно. Устойчивость природных экосистем обеспечивается особенностями их структурно-функциональной организации, возникшими в ходе эволюции: формированием и тесным взаимодействием специфического сообщества живых организмов (биотического сообщества, биоценоза) и внутренней абиотической среды (экотопа, биотопа).

Н.В. Дылис (1978) под устойчивостью биогеоценозов (элементарных экосистем) понимает «сохранение структурно-функциональной организации их в неизменном или мало изменённом состоянии в течение достаточно продолжительного времени». Закономерные изменения природной экосистемы в ходе естественной сукцессии завершаются формированием наиболее устойчивой системы (климаксовой экосистемы, климакса), которая находится в состоянии динамического равновесия с окружающей средой и теоретически может существовать неопределенно долго при отсутствии внешних катастрофических воздействий.

Ю. Одум (1986) подчеркивает информационную, кибернетическую природу устойчивости естественных экосистем. Всё многообразие гомеостатических механизмов в экосистемах он подразделяет на два основных типа:

1) механизмы, основанные на существовании в системе отрицательной обратной связи;

2) механизмы, связанные с избыточностью функциональных элементов в системе.

Отрицательные обратные связи стабилизируют экосистему – при внешнем воздействии на систему, находящуюся в динамическом равновесии, система реагирует таким образом, чтобы ослабить эффект внешнего воздействия (принцип Ле Шателье).

Считается, что в отличие от создаваемых человеком искусственных систем с авторегуляцией (таких как термостат), а также некоторых собственно биологических систем (например, клеток или организмов), в биокосных системах отсутствуют специализированные управляющие элементы, реагирующие на отклонение параметров системы от заданных значений («целей»), хотя во всех случаях управление основано на обратной связи (рис. 13.1). Проблема наличия или отсутствия «целей» в естественных экологических системах остаётся дискуссионной.

Наряду с действием механизмов обратной связи, устойчивость экосистемы может обеспечиваться избыточностью функциональных элементов или экологическим дублированием (Одум, 1986). Например, если фотосинтез в экосистеме осуществляют три группы растений, имеющих различные температурные оптимумы, то суммарная интенсивность фотосинтеза на выходе может оставаться относительно постоянной даже при изменении температуры на входе.

Рис. 13.1. Системы с обратной связью (Одум, 1986).

Пояснения к рис. 13.1. А. Модель, пригодная для имитации искусственных автоматических управляющих систем и гомеостатических целенаправленных организменных систем. Б. Модель ... экосистем, в которых управляющие механизмы рассеяны внутри системы и основаны на взаимодействии между первичной и вторичной подсистемами (по Одуму, 1986).

Безусловно, определяющую роль в процессах стабилизации и регуляции экосистемы и окружающей среды играет биотическое сообщество (биоценоз). В ходе эволюции различные виды организмов приобрели способность адаптации к изменению параметров окружающей среды, целенаправленного изменения и регулирования окружающей абиотической среды (образование почвы, изменение рН), авторегуляции плотности численности популяции, образования надорганизменных биологических систем (симбиотических мутуалистических систем, консорций, сообществ и биоценозов), выполнению специализированной работы по поддержанию системы (разделение на продуцентов, консументов и редуцентов, формирование неперекрывающихся экологических ниш у доминирующих видов, дифференциация «стратегий жизни» (виолентов, эксплерентов, патиентов, передвигающихся и непередвигающихся организмов), а также многие другие особенности, позволяющие осуществлять процессы авторегуляции.

Авторегуляция процессов, основанная на существовании в системе отрицательной обратной связи, характерна не только для биотического сообщества или биокосных систем.

Хорошо известны многочисленные примеры авторегуляции химических, физических и физико-химических систем, осуществляющиеся без участия живых организмов. Таковы буферные химические системы поддержания постоянства рН среды, концентрации СО₂ (углекисло – карбонатная система океана), буферные физические системы сглаживания температурных колебаний (система Океан – Суша), авторегуляции уровня воды в чашеобразных водоёмах и многие другие. На рис. 13.2 в качестве примера показана упрощённая схема авторегуляции интенсивности эрозионных процессов.

Рис. 13.2. Авторегуляция русловых эрозионных процессов (увеличение скорости потока приводит к размыву русла потока, что вызывает снижение скорости потока вследствие увеличения гидравлического радиуса и «пропускной способности» русла).

По-видимому, подавляющее большинство гомеостатических механизмов в природных биокосных системах, направленных на поддержание их устойчивости и регуляцию окружающей среды, основано на существовании отрицательных обратных связей.

В.Г. Горшков (1995) обращает внимание ещё на одну принципиальную особенность устойчивости сложных систем (в том числе, экологических систем и сообществ живых организмов), связанную с так называемым законом больших чисел:

- «При хаотическом тепловом движении в отсутствие внешнего потока энергии группа из N молекул может случайно образовывать скоррелированное макроскопическое движение. Такое явление называют флуктуацией. Относительная частота (вероятность) возникновения флуктуаций группы, состоящей из N молекул, пропорциональна 1/N. Это свойство называется законом больших чисел ...

- Для того, чтобы потоки синтеза и разложения совпадали с высокой точностью в пределах отдельного сообщества, необходимо, чтобы случайные относительные флуктуации этих потоков не превосходили величину разомкнутости. Малость флуктуаций в сообществах, состоящих из конкурентно взаимодействующих особей, может обеспечиваться только статистическим законом больших чисел, согласно которому относительная флуктуация пропорциональна 1/N, где N – число нескоррелированных между собой частей системы. Следовательно, отдельно и синтез, и разложение (будучи жестко скоррелированными между собой) должны производиться большим числом независимых частей...

- Зелёные растения (продуценты), поглощающие солнечную радиацию, не могут увеличить поток поглощенной энергии за счёт горизонтального передвижения по территории, превосходящей их проекцию на поверхность земли. Поэтому зелёные растения должны быть неподвижными и, следовательно, могут образовывать сплошной покров... Неподвижность зелёных растений приводит к возможности существования слабо внутренне скоррелированных (модулярных) многоклеточных растительных особей... Это обеспечивает уменьшение флуктуаций фотосинтеза органических веществ в пределах локальной экосистемы на основе действия закона больших чисел...

- Разложение органических веществ в сообществе производится также неподвижными слабо скоррелированными организмами – бактериями и грибами.... С учётом дыхания, поддерживающего жизнь зеленых растений, неподвижные организмы разлагают более 95% фотосинтезированных органических веществ. Так же, как и в случае синтеза органических веществ, это позволяет уменьшить флуктуации разложения органических веществ в пределах локальной экосистемы на основе действия закона больших чисел ...

- Организация сообщества на основе большого числа нескоррелированных или модулярных слабо скоррелированных частей позволяет поддерживать высокую точность как величины скорости синтеза, так и скорости разложения. Это обеспечивает возможность строгой замкнутости круговорота веществ и сохранения постоянства окружающей среды в отсутствие её возмущений, а также правильную реакцию сообщества, направленную на компенсацию любых внешних возмущений окружающей среды».

Таким образом, основу стабильных естественных экосистем должны составлять одноклеточные и/или непередвигающиеся многоклеточные слабо скоррелированные организмы, что значительно снижает вероятность случайных отклонений (флуктуаций) в системе. Участие в разложении органических веществ крупных передвигающихся животных, состоящих из миллиардов полностью скоррелированных клеток, должно быть жёстко ограничено, что и наблюдается во всех природных экосистемах. Хотя теоретические вопросы устойчивости экосистем далеки от окончательного разрешения, впечатляющие успехи современной науки позволяют надеяться на получение новых эмпирических данных, проливающих свет на их кибернетическую природу до того, как человек полностью уничтожит все естественные экологические системы.

Оценка экологических функций и экосистемных услуг

Очевидно, что в естественных условиях те группировки (сообщества) живых организмов, которые с течением времени так изменяют параметры окружающей среды (например, в результате прогрессирующего истощения запасов доступных биогенов, накопления вредных продуктов жизнедеятельности или изменения рН), что сама среда становится для них непригодной, неизбежно распадаются и вытесняются сообществами, способными эффективно регулировать (контролировать) окружающую среду.

Пёструю мозаику элементарных экосистем на поверхности суши можно представить как совокупность взаимодействующих функциональных подсистем более сложной системы (географического ландшафта, биома, биосферы). Иерархическая организация биосферы и/или глобальной экосистемы позволяет исследователю рассматривать природные экосистемы и их составляющие в качестве необходимых, выполняющих определённые функции, связанные с поддержанием пригодных для жизни условий, элементов (подсистем) более сложных систем, например, так, как это показано на рис. 13.3.

Традиция анализа так называемых «экологических функций» восходит к работам В. И. Вернадского, который выделял девять биогеохимических функций живого вещества в биосфере. К ним относятся: газовая, кислородная, окислительная, кальциевая, восстановительная, концентрационная, функция разрушения органических соединений, функция восстановительного разложения, функция метаболизма и дыхания организмов (Горшков С.П., 2007). Большое внимание анализу глобальных экологических функций основных геосфер Земли и отдельных химических элементов – «экологических диктаторов» уделял О.П. Добродеев (1996, 1999).

Р ис. 13.3. Функции природных экосистем в биосфере.

С 2001 г. действует Международная программа «Оценка экосистем на рубеже тысячелетий» (ОЭ, Millennium Ecosystem Assessment – сайт www.maweb.org.). Цель программы – анализ связей между показателями благополучия человека и состоянием экологических систем (так называемыми «экосистемными услугами»). Под экосистемой в Программе ОЭ понимается некоторая непрерывная территория суши или акватория, близкая к понятию «ландшафт» в географии, включающая не только природные экосистемы, но и природно-антропогенные объекты (сельхозугодия, парки, аква- и марикультуру и т.д.). Экосистемные услуги включают:

обеспечивающие услуги – ресурсы, производимые или поставляемые экосистемами;

регулирующие услуги – выгоды от регулирующего действия экосистем;

культурные услуги – нематериальные выгоды, получаемые от экосистем;

поддерживающие услуги – услуги, которые поддерживают жизнь на Земле (фотосинтез, круговорот вещества, почвообразование и другие).

Человек так или иначе использует определённое пространство биосферы, первоначально занятое естественными экосистемами, для ведения сельского хозяйства, строительства, лесозаготовок и иных нужд. Это позволяет удовлетворять растущие потребности населения, однако ведёт к прогрессирующей деградации природных экосистем и утрате многих «бесплатных услуг».

Анализируя тенденции изменения экосистемных услуг (табл. 13.1), которые оцениваются Программой ОЭ, А.Ф. Мандыч (2006) подчеркивает следующие основные моменты:

• Из 24 оцениваемых услуг 15 находятся в состоянии деградации или используются нерационально. За последние 50 лет в мире был подорван потенциал таких экосистемных услуг, как воспроизводство рыбных ресурсов, обеспечение пресной водой, переработка отходов и их обеззараживание, очистка природных вод и т. д. (табл. 13.1).

• Объемы вылова рыбы и использования пресных вод значительно превышают уровень, при котором ещё возможно возобновление их запасов. По крайней мере четверть коммерчески важных популяций рыб эксплуатируется чрезмерно. Современное использование пресных вод в мире на 5 – 25% превышает среднемноголетнюю величину допустимого их изъятия.

• Действия, направленные на увеличение одной экосистемной услуги, обычно ведут к деградации других. Например, наращивание производства продовольствия, как правило, увеличивает потребление воды и удобрений или требует расширения площадей обрабатываемых земель.

• Деградация экосистемных услуг причиняет ущерб благосостоянию людей. Информация, необходимая для оценки последствий изменений экосистемных услуг, относительно ограничена; наблюдения за многими экосистемными услугами не ведутся.

• Часто нерыночные выгоды от использования экосистемных услуг очень велики, и нередко их значение для людей оказывается выше материальных ценностей. Например, одно из наиболее полных исследований рыночной и нерыночной экономической ценности лесов в восьми средиземноморских странах выявило, что деловая древесина и дрова составляют менее трети общей экономической ценности лесов в каждой стране.

• Часто экономически более выгодно рационально использовать природные экосистемы, чем преобразовывать их в другие угодья.

Таблица 13.1. Глобальные тенденции изменения экосистемных услуг (Millennium Ecosystem Assessment, 2005, цит. по [Мандыч, 2006] с изменениями).

Экосистемная услуга	Примечание и тенденции изменения: 
Обеспечивающие услуги
Продукты питания: зерновые культуры крупный рогатый скот промысловая рыба продукция аквакультуры продукты дикой природы	Значительное увеличение производства Значительное увеличение производства Уменьшение добычи из-за перелова  Значительное увеличение производства Уменьшение заготовок 
Волокна: древесина хлопок, пенька, шелк дрова	Уменьшение площади коренных лесов  Уменьшение производства одних волокон, увеличение других  Уменьшение заготовок 
Генетические ресурсы	Потери из-за вымирания видов и утрата части генофонда зерновых культур 
Биохимические соединения и природные лекарства	Уменьшение запасов из-за вымирания видов и избыточных заготовок 
Пресная вода	Нерациональное использование для питьевого водоснабжения, в промышленности и для орошения 
Регулирующие услуги
Регулирование качества воздуха	Снижение способности к самоочищению
Регулирование климата в локальном и региональном масштабе	Преобладание воздействия неблагоприятных факторов 
Водорегулирующая способность	Варьирует 
Регулирование эрозии	Растёт деградация почв 
Очистка природных вод и загрязнённых стоков	Снижающееся качество природных вод 
Регулирование распространения заболеваний людей	Варьирует 
Регулирование распространения вредителей растений	Снижается из-за использования пестицидов 
Опыление	Уменьшение количества опылителей 
Смягчение природных опасностей	Утрата природных буферов: водноболотных угодий, мангров и др. 
Культурные услуги
Духовные и религиозные ценности	Быстрое уменьшение числа священных рощ и видов 
Эстетические ценности	Уменьшение площади и деградация природных ландшафтов 
Рекреация и экологический туризм	Больше территорий становится доступными, но рекреационные качества многих из них ухудшаются 

Геоэкологическая оценка территории и устойчивость ландшафта

Геоэкологическая оценка территории – «определение степени пригодности природно-ландшафтных условий (в том числе изменённых человеком) для проживания человека и/или какого-либо вида хозяйственной деятельности» (Кочуров, 2003). Геоэкологические исследования проводятся на основе природно-ландшафтной дифференциации территории и включают оценку состояния ландшафтов и их компонентов, оценку антропогенных воздействий и устойчивости к ним ландшафтов, оценку экологических ситуаций и степени их остроты, а также разработку рекомендаций по улучшению экологической ситуации.

Природно-ландшафтная дифференциация территории позволяет выявить экологически значимые свойства ландшафта (табл. 13.2). Необходимо учитывать, что территориальное планирование и управление хозяйственной и иной деятельностью осуществляется в границах административно-хозяйственных выделов (участков, полей, хозяйств, административных районов и т. д.), которые, как правило, не совпадают с природными границами (ландшафтными, климатическими, почвенными и другими). В этом случае ключевое значение приобретают наиболее однородные, базовые («наименьшие») единицы деления природных систем (ландшафтная фация, биогеоценоз и др.).

Таблица 13.2. Природно-ландшафтная дифференциация территории Амурской области (Кочуров, 2003, фрагмент).

Типы природных ландшафтов	Экологически значимые природные факторы
	ценные	неблаго-приятные
I. Долинно-пойменные на крупных и средних реках (включая низкие террасы) с преобладанием луговых почв	а) высокая естественная биопродуктивность (прирост фитомассы – более 16 т/га в год); б) достаточно высокий бонитет почв; в) ценность земель как луговых и рекреационных угодий; г) месторождения стройматериалов и поделочных камней	а) опасность высоких паводков; б) опасность дефляции
II. Аллювиально - аккумулятивные слабонаклонные равнины (древние террасы) с широколиственными лесами и остепнёнными лугами на лугово - чернозёмных почвах	а) естественная биопродуктивность – средняя (8 – 11 т/га в год); б) бонитет почв – высокий; в) видовое разнообразие растительного и животного мира	а) повышенная естественная минерализация вод; б) опасность дефляции
III. Пластово - денудационные равнины на терригенных породах с участками озёрно- аллювиальных грунтов, подтаёжные и широколиственные ландшафты с буро- таёжными и буро-лесными почвами	а) а) естественная биопродуктивность – средняя (6 – 8 т/га в год); б) леса (сосна, дуб, лиственница) с низким приростом (1,3 м3/га в год); в) местообитания ценных диких и промысловых животных; г) топливные ресурсы: буроугольный бассейн и нефтегазоносные площади; д) достаточно высокий бонитет почв	а) опасность аккумуляции загрязнителей; а) естественная минерализация вод; в) островная многолетняя мерзлота

Природные (естественные) биокосные системы обладают различной способностью противостоять внешним воздействиям (резистентной устойчивостью), а также различной способностью восстанавливаться после прекращения внешнего воздействия (упругой устойчивостью). Природные биокосные системы адаптированы (устойчивы) к естественным изменениям (флуктуациям) параметров окружающей среды; они самодостаточны, не требуют антропогенного вмешательства (улучшения или поддержания) и при этом оказывают человеку «экосистемные услуги».

Процессы, вызывающие деградацию природных систем, чрезвычайно многообразны; существует множество различных классификаций таких процессов. Например, М.Н. Заславский (1983) только в отношении процессов деградации почв рассматривает около 60 различных экзогенных процессов, подразделяя их на 4 основные группы (с позиции возможного влияния человека на возникновение и интенсивность проявления почворазрушающих процессов):

1) процессы, проявление которых не может быть предотвращено человеком (медленное тектоническое опускание или поднятие территории, землетрясения, извержение вулканов, выход термальных источников, выветривание пород, солифлюкция, пучение почв, морозобойные трещины и т. п.);

2) процессы, интенсивность проявления которых в большей или меньшей степени определяется антропогенным фактором (оползни, осыпи, сели, эрозия почв, дефляция, переувлажнение и заболачивание, паводки, пирогенная деградация и т.п.);

3) процессы, вызываемые антропогенным фактором (депрессионные воронки, антропогенный термокарст, вторичное засоление почв, пересушка торфяных почв и т.п.);

4) антропогенные процессы (загрязнение почв, затопление почв, деградация почвенного покрова при геологоразведочных, строительных, мелиоративных и других работах, дегумификация пахотных почв, переуплотнение почв, деградация при применении удобрений и пестицидов и т.п.).

В соответствии с концепцией устойчивого развития (sustainable development), наряду с оценкой собственно устойчивости природных систем к антропогенному воздействию, важно проводить комплексную оценку особенностей «устойчивого развития» территории, используемой человеком, как единой «социоприродной системы».

Б.И. Кочуров (2003) предлагает рассматривать устойчивость ландшафта к антропогенному воздействию с двух позиций:

1. Выявление устойчивости ландшафта по отношению к тому или иному конкретному воздействию или типу воздействия.

«В этом случае найденные показатели устойчивости оказываются в равной мере зависимыми как от свойств воздействий, так и от свойств самого ландшафта. Поэтому устойчивость ландшафта можно определить как способность противостоять антропогенным воздействиям, изменяясь только в пределах инварианта (неизменного при определённых преобразованиях). Эти изменения носят характер нарушения, деградации определённых компонентов ландшафтов, что отражается на степени их устойчивости. Предел устойчивости ландшафта определяется по тому состоянию, при котором изменения ещё обратимы, в противном случае происходит его разрушение» (Кочуров, 2003).

Инвариант ландшафта (от лат invarians – неизменяющийся) – совокупность присущих ландшафту свойств, которые сохраняются неизменными при преобразовании рассматриваемой категории (вида) ландшафта под влиянием различных воздействий.

2. Выявление относительной или потенциальной устойчивости ландшафта, когда антропогенные воздействия рассматриваются не конкретно, а в общем виде.

«Оценка экологически значимых свойств тесно связана с определением природного потенциала ландшафта (рис. 13.4) и, в частности, его устойчивости, то есть определением способности поддерживать свое нормальное состояние при антропогенных воздействиях. Понятие «устойчивость» является узловым для всех видов определения экологического потенциала ландшафта. Само понятие и механизмы устойчивости геосистемы определены пока недостаточно чётко» (Кочуров, 2003).

Рис. 13.4. Природный потенциал ландшафта (Кочуров, 1999, фрагмент).

Природный потенциал ландшафта по существу является и природным потенциалом устойчивого развития (sustainable development) любой территории, используемой человеком.

Природно-ресурсные потенциалы и их уровни по основным видам возобновляемых ресурсов с достаточной степенью точности определены для ландшафтов России (табл. 13.3). Оценка двух других составляющих природного потенциала ландшафта (потенциала устойчивости и экологического потенциала) требует дальнейшей проработки. Пожалуй, наиболее универсальным показателем как природного потенциала устойчивости ландшафта, так и его природного экологического потенциала служит величина первичной биологической продуктивности, поэтому приведённые в таблице 13.3 оценки можно использовать и для характеристики природного потенциала ландшафта в целом.

Природно-ландшафтная дифференциация территории и оценка природного потенциала ландшафта служат той базой (фундаментом, каркасом), на основе которой осуществляются все дальнейшие исследования, включая реализацию целей и задач устойчивого развития территории.

Таблица 13.3.

Природные потенциалы ландшафтов России (Кочуров, 1999, фрагмент).

Типы природных ландшафтов	Первичная биопродук- тивность т/га/год	Производительность лесов м3/га/год	Продуктивность ест. кормовых угодий т/га/год	Естественное плодородие почв ц/га/год	Естеств. водообеспеченность л/с/км2
Ледниковые	-	-	-	-	4,1 – 10
Тундровые типичные: вост.-европейские	2,6 – 4,0	-	менее 6	-	8,1 – 10
Среднетаёжные: вост.-европейские	6,1 – 8,0	1,6 – 2,0	10,7 - 18,3	8,0 – 9,5	8,1 – 10
Южнотаёжные: вост.-европейские	6,1 – 16,0	1,6 – 2,0	14,5	8,0 – 9,5	6,1 – 8,0
Подтаёжные: вост.-европейские	11,1- 16,0	3,1- 4,0	15,5	9,8 – 13,3	4,1 – 8,0
Широколиственные: вост.-европейские	11,1-30,0	2,1 – 3,0	16,0	13,5- 15,3	4,1 – 6,0
Лесостепные: вост.-европейские	17,1- 30,9	2,1 – 3,0	17,0	15,5- 19,8	2,1 – 4,0

Критерии оценки антропогенного воздействия

Природный потенциал любой территории может использоваться человеком с различной эффективностью; истощение этого потенциала ведёт к серьезным проблемам (обезлесиванию, потере плодородия почв, дигрессии пастбищ – т. е. утрате части естественных «экосистемных услуг», а также снижению потенциальной устойчивости территории к самим антропогенным воздействиям). Как правило, общая (потенциальная, природная) устойчивость территории к антропогенному воздействию снижается с увеличением площади используемых земель, а также площади деградированных природных комплексов и увеличением степени их деградации.

С позиции теории биотической регуляции биосферы, для оценки устойчивости территории на глобальном уровне наибольшее значение имеет сохранность естественных экосистем и природных ландшафтов, которая характеризуется долей ненарушенных и малонарушенных земель.

На региональном уровне обобщённая антропогенная нагрузка на ландшафты и их компоненты оценивается, прежде всего, по видам использования земель и плотности населения. В порядке возрастания антропогенной нагрузки выделяют следующие группы видов использования земель (Кочуров, 2003):

1. Неиспользуемые земли (включая леса) или используемые преимущественно в естественном виде (природоохранные, охотничье-промысловые, природно-рекреационные).

2. Сельскохозяйственные земли со сравнительно малой степенью преобразования природной среды (сенокосы, пастбища, залежь, многолетние насаждения).

3. Сельскохозяйственные земли со значительной степенью преобразования природной среды (пахотные, мелиорированные).

4. Застроенные земли (земли поселений, транспорта, промышленности, нарушенные земли).

Плотность населения для оценки антропогенной нагрузки в общем виде предполагается характеризовать четырьмя уровнями (Антипова, 1994):

1) территории с плотностью менее 1 чел./км² – малоосвоенные земли с большим участием естественных ландшафтов;

2) плотность 1 – 200 чел./км² – территории со средней интенсивностью использования при преобладании одного вида использования;

3) плотность 200 – 1000 чел./км² – интенсивно освоенные земли;

4) плотность 1000 чел./км² и более – территории, на которых преобладают застроенные земли.

Для удобства работы, качественные оценки ранжированного ряда показателей антропогенной нагрузки часто формализуют, присваивая им некоторое значение в баллах (например, очень слабая – 1; слабая – 2; средняя – 3; сильная антропогенная нагрузка – 4 балла). Во многих случаях эта процедура оказывается полезной, если помнить о том, что речь идёт только о качественной оценке ситуации. В таблице 13.4 приведён пример возможного сопоставления уровней обобщённой антропогенной нагрузки, степени деградации природных комплексов и устойчивости территории (ландшафта).

Таблица 13.4. Формальное сопоставление уровня антропогенной нагрузки, степени деградации природных комплексов и устойчивости территории (ландшафта).

Антропогенная нагрузка (общая)	Степень деградации	Устойчивость	Ранг (в баллах)
Очень слабая	Очень слабая	Природная	5
Слабая	Слабая	Слабо пониженная	4
Средняя	Средняя	Средне пониженная	3
Сильная	Сильная	Сильно пониженная	2
Очень сильная	Очень сильная	Очень сильно пониженная	1

Приведённые в табл. 13.4 показатели (уровни антропогенной нагрузки, степени деградации и устойчивости) принято сопоставлять с категориями экологического неблагополучия (остроты экологической ситуации) территории, которые рассчитываются на основании экологических нормативов.

Например, методика проведения экологической оценки, позволяющая классифицировать обследуемые территории по степени экологического неблагополучия, включая уровень деградации и потери устойчивости природных экосистем, природных ландшафтов и их компонентов, и соответствующие количественные показатели (критерии) приведены в документах Минэкологии РФ (Критерии ..., 1993). В соответствии с этими нормативными документами, экологическая обстановка участков территории по степени неблагополучия подразделяется на 5 категорий:

1. Относительно удовлетворительная.

2. Напряжённая.

3. Критическая.

4. Кризисная (зона чрезвычайной экологической ситуации).

5. Катастрофическая (зона экологического бедствия).

Крайняя степень экологического неблагополучия характеризуется полной деградацией природных систем и утратой способности к самовозобновлению и самоподдержанию – т. е. полной потерей устойчивости. Это позволяет ориентировочно провести сопоставление между степенью (рангом) экологического неблагополучия, степенью деградации природной системы и её потенциальной устойчивостью (табл. 13.4) и использовать количественные критерии экологического неблагополучия для ранговой (балльно-экспертной) оценки снижения устойчивости природных систем в результате негативного антропогенного воздействия. Поскольку такая оценка распространяется на всю территорию России, её можно назвать универсальной. При всей условности универсальной (одинаковой для любых природных условий) оценки устойчивости ландшафтов и их компонентов, она оказывается полезной для практической работы в качестве ориентира, обозначающего границы устойчивости. Примеры показателей (критериев) оценки степени экологического неблагополучия территории приведены в табл.13.5 и заданиях к настоящей теме.

Таблица 13.5.

Критерии оценки деградации наземных экосистем (Критерии ..., 1993, фрагмент)

Показатели	Экологическая ситуация
	Катастрофическая	Кризисная	Относит. удовлетворительная
3. Динамические признаки*: 3.1. Скорость деградации наземных экосистем, % площади в год 3.2. Скорость увеличения площади сбитых пастбищ, % площади в год 3.3. Скорость уменьшения годовой продукции растительности, % в год 3.4. Скорость уменьшения содержания органическ. в-ва почвы, % в год 3.5. Скорость сработки (минерализа-ции торфа), мм/год 3.6. Скорость увеличения площади засоленных почв, % в год 3.7. Скорость увеличения площади эродирован-х почв, % площади в год 3.8. Скорость увеличения площади подвижных песков, % площади в год	> 4 > 8 > 7,5 > 7 > 40 > 5 > 5 > 4	2 – 4 5 – 8 3,5 – 7,5 3 – 7 10 – 40 2 – 5 2 – 5 2 – 4	< 0,5 < 2 < 1 < 0,5 < 1 < 1 < 0,5 < 0,5

* Динамические показатели деградации экосистем рассчитываются по 5 – 10 летним рядам наблюдений.

Следует обратить внимание на тот факт, что предлагаемые нормативные уровни допустимой антропогенной нагрузки на естественные экосистемы и ландшафты практически не учитывают различий в свойствах этих природных систем. Очевидно, что количественным выражением различной устойчивости природных экосистем и ландшафтов к данному виду антропогенной нагрузки должна служить предельно допустимая величина такой нагрузки. Поэтому предстоит ещё большая работа, связанная как с изучением механизмов устойчивости природных биокосных систем, так и с уточнением экологических нормативов с учётом разнообразия таких систем.