ОтветыГос (1) / 20

№20 Антропогенные трансформации геосистем и геотехнические системы.

Субъекты антропогенного воздействия - это многочисленные рукотворные образования, созданные и функционирующие в резуль­тате жизнедеятельности человека и оказывающие воздействие на окружаю­щую человека среду, приводящее к изменению ее экологических свойств, на местном уровне представленные множеством предприятий, сооружений, комбинатов, заводов, фабрик, карьеров, шахт, рудников, нефте- и газо­промыслов, населенных пунктов, транспортных артерий, сельскохозяйственных, лесных, охотничьих, рыболовных угодий и т. п., а на планетарном уровне образующих особую целостную оболочку, вышедшую за пределы биосферы и развивающуюся относительно автономно от нее. Которую можно сравнить с "техносферой" (как "часть биосферы, коренным образом преобра­зованную человеком в технические и техногенные объекты (здания, дороги, механизмы и т. п. или антропогенной сферой.

Общим объектом антропогенного воздействия является ОС, не только природная (естественная) и измененная человеком (со всем, что привнесено в нее человеком - техногенными примесями в атмосферном воздухе и водах, рельефоидами, производными растительными сообществами и т. п.), но и искусственная (учитывая воздействия субъектов антропогенного воздействия друг на друга), т. е. все то, что составляет целостное окружение человека и воздействует на его здоровье, условия жизни и хозяйственной деятельности. На планетарном уровне объекты антропогенного воздействия представлены географической оболочкой, а на локальном - многочисленными и разнообразными (естественными и естественно-антропогенными) ландшафтами. Соотношение последних, т. е. естественных, естественно-антропогенных и антропогенных ландшафтов, в пределах всей Земли и России, в частности, постоянно изменяется в сторону возрастания доли вторых и третьих.

Экологические отношения в самом общем плане можно представить как взаимные воздействия всех сторон экологических отношений, где каждая из сторон одновременно выступает как в качестве субъекта воздействия, так и в качестве объекта воздействия противоположной стороны. Т. е. исследованию подлежат в равной мере воздействие общества на природу (бывшее до этого сферой естественных наук) и воздействие природы на общество (сфера методов общественных наук), а также "общие" законы взаимодействия человека с ОС.

Под воздействием любых субъектов на окружающую среду следует понимать такой процесс обмена веществом, энергией и информацией с природными компонентами (а, следовательно, и населением), в результате которого происходят качественные и количественные изменения (замещения нарушения или загрязнения), превышающие предельно допустимые нормативы и приводящие к изменению их экологических свойств; в результате же влияния субъектов происходят лишь количественные изменения, не превышающие допустимых норм и не приводящие к изменению экологических свойств объекта (по отношению же к населению влиянием следует считать те воздействия как САВ, так и ОАВ, которые не сказываются на состоянии его здоровья и продолжительности жизни неблагоприятно или благоприятно, но ощущаются им, а воздействие же - приводит к последствиям (неблагоприятным или благоприятным) для состояния его здоровья и продолжительности жизни).

Воздействия человека на окружающую среду

Воздействия человека на окружающую среду традиционно называются антропогенными воздействиями. К подобным воздействиям относятся любые по своему характеру воздействия (механические, физические, химические, биологические и др.), приводящие к изменению экологических свойств противоположной (объектной) стороны экологических отношений. В качестве источника воздействий выступают многочисленные и весьма разнообразные процессы, происходящие в природе и обществе, а также результаты данных процессов. Даже находящийся как бы в покое и не функционирующий субъект антропогенного воздействия (фабрика, завод, законсервированная скважина, железная дорога и т. п.), тем не менее, постоянно взаимодействует с другими телами через электромагнитное, гравитационное и др. поля, изменяя их и меняясь сам. Следует также учитывать потенциально возможные в будущем воздействия - вероятность аварий на атомных объектах, возможность извлечения недоступных в настоящее время ресурсов и т.п.

Приведен перечень субъектов антропогенного воздействия на планетарном и геотопологическом уровнях в порядке интенсивности их влияния на ОС.

Субъекты антропогенного воздействия
Планетарный уровень	Геотопологический уровень
Антропогеннаясфера	Населенные пункты с промышленными предприятиями		Транспорт
	Горнодобывающая промышленность, производство строительных материалов
	Черная и цветная металлургия
		Предприятия оргсинтеза
		Целлюлозно-бумажные комбинаты
		Предприятия основной химии
	Машиностроение, металлообработка
		Теплоэнергетика
		Ядерная энергетика
		Гидроэнергетика
	Сельское хозяйство
	Лесная и лесоперерабатывающая промышленность
	Рыболовство, охота

Важнейшей проблемой прикладной экологии является классификация антропогенных воздействий. Огромное многообразие воздействий определяют сложность ее решения. Для создания классификации антропогенных воздействий используются различные критерии: сущность или природа воздействия, общие особенности, время происхождения и действия, длительность последствия, масштабы охватываемого воздействиями пространства, устойчивость вызываемых изменений окружающей среды, виды деятельности человека, оказывающие соответствующее воздействие и мн. другие, которые отражают особенности либо а) самого воздействия (качественные, количественные, пространственные, временные и др.), либо б) возможного отклика (ответной реакции) окружающей среды на данное воздействие, либо в) функционирования субъекта воздействия.

Антропогенные факторы по их сущности делятся на: тела (сооружения, постройки, водохранилища и др.), вещества (обычные и радиоактивные, химические, искусственные соединения и элементы, аэрозоли, сточные воды и др.), процессы (воздействия на почвенно-растительный покров, домашних животных, культурные растения и др.) и явления (тепло, свет, радиоволны, вибрация и др.).

По степени осознанности воздействия, когда все антропогенные воздействия подразделяются на:

а) стихийные, когда природная среда выступает в качестве «амортизатора» - нейтрального рассеивателя отходов;

б) ненамеренные, но существенные, возникающие при строительстве городов, добыче полезных ископаемых и т. п.;

в) сознательные, крупномасштабные (переброска стока рек, строительство водохранилищ, война и др.);

г) сознательные, направленные на регулирование отношений человека с окружающей средой (мониторинг, регулирование качества среды и др.).

Близко к подобной классификации и деление негативных воздействий по степени неизбежности и причинам их возникновения на:

а) своевременно не предсказанные (не учтены в проектах из-за неполноты знания);

б) технологически неизбежные;

в) вызванные субъективными причинами (несоблюдение технологических требований и др.)

При классификации антропогенных воздействий должен в первую очередь учитываться их результат – главная характеристика каждого из них. По своим результатам антропогенные воздействия подразделяются положительные и отрицательные.

Классификация антропогенных воздействий

Антропогенные воздействия на окружающую среду
Положительные	Отрицательные
	Прямые		Косвенные
	Замещения	Изменения	Загрязнения
Архитектурно-ландшафтная организация, защита населенных пунктов, рекультивация	Всех компонентов ландшафта, включая его литогенную основу и рельеф	Климатических условий	Химическое
Очистка воздуха и воды	Почв и биотической составляющей ландшафта	Литодинамических процессов	Механическое
Дезактивация		Поверхностных и подземных вод	Радиоактивное
Мелиорация, почвозащитные меры
Лесопосадки, тушение пожаров
Расширение ареалов обитания

Деление осуществляется в зависимости от того, направлено ли оно на «вписывание» в природу и на ее охрану от недальновидных проявлений жизнедеятельности человека («+»), либо, наоборот, на ее трансформацию или преобразование «под человека» (знак «-»). Исключение может быть допущено только для оправданных и обоснованных мер по защите и охране самого человека и созданных им сооружений, которые необходимы для предотвращения стихийных бедствий, гибели людей и значительного экономического ущерба.

Под оптимизацией природной среды чаще всего понимается целенаправленное изменение ее отдельных свойств и качеств, направленное на достижение каких-либо, обычно сиюминутных, выгод в определенной сфере деятельности человека, не приводящее при этом к действительному «улучшению» природы.

Положительными антропогенными воздействиями следует считать те, которые: а) направлены на улучшение окружающей среды в уже преобразованных человеком ландшафтах; б) заключаются в исправлении последствий его жизнедеятельности в результате более полного и всестороннего учета всех естественных факторов и более тщательного «вписывания» в их естественную структуру ранее неудачно спроектированных САВ; в) выполняют природоохранные и защитные (от окружающей среды или человека) функции. К ним относятся: архитектурно-ландшафтная организация и реорганизация населенных пунктов и рекреационных зон, меры по защите от наводнений, селей, землетрясений и других природных и антропогенных катастроф, рекультивация земель, очистка вод и воздуха, создание новых и расширение старых заповедников и водоохранных зон, лесопосадки, почвозащитные меры, укрепление берегов рек, морей, озер и водохранилищ, закрепление подвижных песков и мн. др. Если эти воздействия не приводят к не нежелательным и непредвиденным последствиям (побочным эффектам), то их результаты могут быть названы положительными.

Критерием разделения отрицательных антропогенных воздействий является степень вызванных ими нарушений окружающей среды. В порядке снижения этой степени выделяются прямые (замещения и изменения) и косвенные (загрязнения) воздействия. Прямые воздействия приводят к наиболее существенным и очевидным последствиям.

Самые мощные из них заключаются в полном замещении всех геокомпонентов, литогенную основу ландшафтов (на искусственные материалы и техногенные отложения – техногенно-измененные, техногенно-переотложенные и техногенно-образованные) и естественный рельеф земной поверхности (на техногенные формы и рельефоиды). Такие экстремальные воздействия обычно сопровождаются принципиальными изменениями микроклимата (в связи с изменившимися местоположением, альбедо, растительным покровом, сопутствующим тепловым загрязнением и др.), поверхностных и грунтовых вод (в связи с изменением инфильтрации атмосферных осадков, стока по земной поверхности и его подземной канализацией), почвенно-растительного покрова и животного мира.

Другим результатом прямого антропогенного воздействия является замещение биотических компонентов ландшафта без существенной трансформации его литогенной основы и рельефа. Отрицательные воздействия этой категории, обычно сельскохозяйственные, приводят к смене растительности, животного мира, преобразованиям почвенного покрова (истощение, эрозия почв и др.) и вместе с тем не нарушают обусловленную рельефом земной поверхности структуру геосистем. В соответствии с последним не трансформируется естественное, обусловленное данной структурой, распределение и перераспределение в них тепла, влаги и различных (химических, радиоактивных и др.) компонентов.

В результате замещений геокомпонентов происходит замена исходного естественного (природного) ландшафта на естественно-антропогенный (природно-техногенный), либо антропогенный (техногенный).

Кроме замещения в качестве прямого отрицательного антропогенного воздействия выступают качественные изменения: а) местных климатических условий; б) местных гидрологических условий; в) условий и факторов развития литодинамических процессов (эрозионных, термокарстовых, дефляционных и др.), приводящие к непосредственно наблюдаемому качественному изменению экологических свойств геокомплекса в целом. Нарушения природной среды – прямомое или косвенное изменение элементов окружающей природной среды (по форме, структуре, численности и т. д.) в результате деятельности человека.

К практически повсеместным косвенным антропогенным воздействиям относятся различные виды загрязнений окружающей среды (радиоактивное, тепловое, шумовое, электромагнитное, химическое, биологическое и др.) и всех категорий ландшафтов, в том числе и относящихся (с определенной долей условности) к естественным. Загрязнение определяется, как «введение в среду в результате человеческой деятельности прямо или косвенно веществ и энергий, приводящее к вредным и подчас необратимым последствиям, таким как нанесение ущерба живым ресурсам и здоровью людей, создание помех производственной деятельности, ухудшение качества среды и ее эстетической ценности».

Практически везде проявляется химическое загрязнение, а также широко распространены места повышенной концентрации техногенных радионуклидов. Более локализованы своеобразные «острова тепла» - места теплового загрязнения среды крупными энергетическими, металлургическими, химическими, целлюлозно-бумажными предприятиями и населенными пунктами, а также места накопления вокруг них твердых бытовых и промышленных отходов. Соответственно этому различают фоновые и очаговые антропогенные воздействия и соответствующие им экологические последствия. Ареалы последних в пределах РФ занимают весьма значительные площади: например, ареалы деградации и переруба лесов составляют более 500 тыс. км²; земель, нарушенных горными работами – около 160 тыс. км²; истощения и загрязнения внутренних вод – более 400 тыс. км².

Только в России в одну только воздушную среду ежегодно поступает несколько десятков миллионов тонн разнообразных вредных веществ от всевозможных промышленных источников. Особую роль играет загрязнение окружающей среды радиоактивными отходами.

Населенные пункты и сельскохозяйственное производство поставляет в окружающую среду химические и биологические отходы сточных и дренажных вод. Более локализованы выделения тепла, а также накопления твердых техногенных и бытовых отходов.

Основные экологические проблемы при различных видах антропогенных воздействий .

№ п/п	Вид антропогенного воздействия	Экологические проблемы, индексы*
1.	Охотничье-промысловое хозяйство	Б
2.	Выпас скота	Б,П
3.	Рубки леса	Б, П, В
4.	Богарное земледелие	П, Б, В
5.	Осушение	П, В, Б, Н
6.	Орошение	П, В, Н
7.	Гидротехническое строительство	Н, В, П, Б
8.	Урбанизация, обрабатывающая промышленность	А, Н, В, Б, П
9.	Транспорт	А, Н, П, Б, В
10.	Поиски и добыча полезных ископаемых	Н, В, Б, П, А
11.	Тепловая энергетика	А, В, Б, П

* В порядке убывания значимости

Условные обозначения: А - загрязнение атмосферы; В - истощение и загрязнение вод, нарушение водного режима; П - деградация и загрязнение почв; Б - деградация и истощение биоты; Н - комплексное нарушение земель и разрушение локальных геосистем.

Антропогенные процессы, дешифрируемые по МДС, их сущность и факторы, их обуславливающие (по Ф. В. Котлову, 1978)

Основные антропогенные факторы, обуславливающие возникновение процессов	Антропогенные процессы и явления	Сущность процесса
1	2	3
Горные выработки. Откачка подземных вод для водоснабжения. Сооружение карьеров, строительных котлованов. Глубинное искусственное выщелачивание горных пород нагнетанием в скважины агрессивных растворов	Проседание земной поверхности в местах горных выработок. Образование просадок, провальных воронок, обвалов, провально-суффозионных воронок, трещин, оседания. Поверхностное растрескивание пород. Деградация почв на полях над штреками шахт	Выемка грунта, добыча строительных материалов, полезных ископаемых открытым и закрытым способом. Вымывание питательных веществ из почвы над штреками шахт, приводящее к уменьшению биомассы растительности
Проведение осушительных мероприятий	Осушение болот, заболоченных земель, пойм	Понижение уровня грунтовых вод, приводящее к изменению почвенно-растительного покрова
Понижение уровня грунтовых вод при горных разработках и инженерно-строительной деятельности	Осушение, переосушение	Понижение уровня грунтовых вод, приводящее к изменению почвенно-растительного покрова
Выпас скота (пастьба)	Поверхностное переувлажнение. Заболачивание	Разрушение гумусового горизонта, уплотнение почвы, изменение её водно-физических свойств
Сенокошение	Заболачивание почв	Уменьшение поступления органического вещества в почву. Появление олиготрофных условий
Рубка леса промышленного и местного значения	Переувлажнение. Заболачивание (при неглубоком залегании грунтовых вод), глееобразование	Повышение уровня грунтовых вод. Изменение водно-физических свойств почвы
1	2	3
Лесные пожары Переувлажнение.	Заболачивание (при неглубоком залегании грунтовых вод)	Сильное уплотнение грунта. Повышение уровня грунтовых вод за счет снижения транспирации. Изменение водно-физических свойств почвы
Проведение строительных работ, осушительной мелиорации с последующей распашкой территории и т. п.	Ветровая эрозия	Выдувание и перенос почвенных частиц (пыльные бури)
Сооружение искусственных форм рельефа (насыпей, терриконов, дамб, карьеров и пр.)	Обвально-осыпные	Обвал земляных масс
Уничтожение растительного покрова, перераспределение поверхностного стока, снижение уровня грунтовых вод откачками и неправильным дренажем	Опустынивание (осушение)	Понижение биологического (экологического) потенциала (объединяет процессы деградации растительности, водной и ветровой эрозии, накопление токсичных веществ в почве) путем формирования малопродуктивных растительных сообществ, образование такыровидных поверхностей
Чрезмерное орошение	Заболачивание, засоление	Поверхностное переувлажнение грунтов, образование органического вещества. Аккумуляция на поверхности легкорастворимых веществ

Самое же существенное обстоятельство, можно сказать фундаментальный факт, состоит в том, что как бы сильно ни был изменен ландшафт человеком, в какой бы степени ни был насыщен результатами человеческого труда, он остается частью природы, природной системой и в нем продолжают действовать природные закономерности. Человек не в состоянии отменить

объективные законы функционирования и развития геосистем и снивелировать качественные различия между ландшафтами тундры и пустыни, rop и равнин, зандровых полей и лёссовых возвышенностей. Пашня в тайге и в степи. Это вовсе не одно и то же; первая всегда будет принадлежать таежной зоне, а вторая . степной, пока действуют зональные закономерности и пока мы не научимся управлять поступлением солнечной радиации, глобальной циркуляцией атмосферы и движениями земной коры. В наиболее сильно преобразованном ландшафте остаются инвариантные природные черты, обусловленные неподвластными человеку зональными и азональными факторами и придающие ландшафту качественную определенность и устойчивость.

Воздействие человека на ландшафт следует рассматривать как природный процесс, в котором человек выступает как внешний фактор. Новые элементы, преднамеренно, а чаще непреднамеренно вносимые человеком в ландшафт, . пашни, различные сооружения, техногенные выбросы и т. д. . не вытекают из структуры ландшафта, не обусловлены им в отличие, например, от почв, речных долин, естественной растительности. Они привносятся в ланшафт извне, из сферы материального производства. Как правило, для ландшафта они

оказываются чуждыми элементами, как бы инородными телами, и ландшафт стремится отторгнуть их, они оказываются неустойчивыми, т. е. не способными к самостоятельному существованию без постоянной поддержки человека. Посевы или домашние животные, предоставленные самим себе, гибнут или дичают, вырубки вновь зарастают лесом, здания разрушаются, водоемы заиливаются и зарастают.

Новые техногенные, или антропогенные, объекты физически входят в ландшафт, становятся его элементами; но ландшафт остается природной системой . не потому, что эти элементы к нему не относятся или игнорируются, а потому, что ландшафтовед изучает их в системе природных

связей, рассматривая как аналог природных элементов ландшафта.

Техногенные формы рельефа выполняют в ландшафте те же функции, что и природные; искусственные насаждения и посевы функционируют так же, как и природные фитоценозы; искусственные сооружения, из каких бы материалов они ни были созданы, подвергаются выветриванию подобно горным породам; водохранилища заполняются наносами, испаряют воду, зарастают; заброшенные каналы начинают меандрировать. В сущности, с точки зрения познания закономерностей функционирования геосистемы не имеет принципиального значения происхождение ее элементов: образовался ли овраг естественным путем или в результате нерациональной распашки, возник ли водоем после горного обвала или в результате сооружения плотины. Для ландшафтоведа . это природные процессы, и только такой подход перспективен, если мы ставим перед собой конструктивные цели. добиться устойчивых и позитивных результатов при целенаправленном воздействии на ландшафт. И нет никакого противоречия в том, что всякий ландшафт, претерпевший техногенное вмешательство,

остается природной системой.

Существует взгляд на измененный ландшафт как на природно-техническую (геотехническую) систему, состоящую из двух блоков. природного и техногенного. Это один из возможных аспектов исследования взаимодействий между техническим устройством и его природной средой.

Системный подход допускает построение множества систем при наличии каких-либо связей между любыми объектами. Обычно один и тот же объект участвует в разных системах связей. Так, техническое устройство несомненно является частью различных социально-экономических и инженерных систем. энергетического или индустриального комплекса, экономического района,

территориального производственного комплекса и т. п. В качестве такового оно выполняет определенные социально-экономические функции. В ландшафте же любое подобное устройство. заводской комплекс, плотина или отвал пустой породы . участвует в системе природных связей и также выполняет . вольно или невольно . определенные природные (физико-географические) функции. Ландшафтоведа интересует именно этот аспект геотехнической системы. Он не должен заниматься, скажем, инженерно-строительными проблемами, возникающими при сооружении плотины, не его обязанность выяснять экономический эффект, получаемый в результате ее сооружения; но задача ландшафтоведа состоит в изучении функционирования плотины в ландшафте, и это может дать немало