Учебное пособие для студентов естественных специальностей Павлодар (075. 8) Ббк 28. 080. 3 Я73 Б81

1.1 Устойчивость экосистем

Окружающая человека природная среда сложилась в процессе формирования облика Земли под влиянием космических факторов (солнечное излучение, тяготение и др.), основных свойств самой планеты (масса, размеры, состав, характер вращения) и происходящих на Земле процессов (тектоническая деятельность, образование водной и воздушной оболочек, возникновение и развитие жизни). Состояние окружающей среды определяется подвижным равновесием, устанавливающимся в сложном комплексе многих взаимодействующих процессов. Так, климат обусловливается характером атмосферной циркуляции и системой движения водных масс в океанах; растительный покров в различных районах суши зависит от климата, структуры земной поверхности, почвы.

Под влиянием этих факторов, а также в результате сложного взаимодействия популяций микроорганизмов, растений и животных в различных областях планеты складываются определённые биогеоценозы. Энергия природных явлений и количество вовлекаемых в них веществ огромны, однако временами они приходят в неустойчивое состояние, и тогда достаточно затраты небольшого количества энергии или вещества, чтобы процесс большого масштаба пошёл по иному пути. Это открывает возможность для активного воздействия на природные явления сравнительно малыми средствами (например, при воздействии на погодные условия) и в то же время создаёт опасность крупных, неожиданных и нежелательных изменений природы. Такое явление сложных систем, находящихся далеко от равновесия называется бифуркацией.

  Любая форма жизни взаимодействует с окружающей средой, используя её ресурсы, приспосабливаясь к её условиям и внося изменения в её структуру, баланс и круговорот веществ и энергии. Такие важные особенности нашей планеты, как присутствие значительного количества кислорода в атмосфере, образование некоторых осадочных пород, глубинное образование нефти, известняка, и других веществ, сформировались именно в результате жизнедеятельности организмов. В процессе развития живой материи выработались разнообразные формы, приспособленные к существованию в самых различных условиях, однако каждый отдельный вид живых существ взаимодействует со средой обитания своеобразным, свойственным лишь ему, образом и может существовать только в определённых условиях внешней среды.

Основные формы взаимодействия животных и растений со средой меняются с появлением новых видов в процессе биологической эволюции. В отличие от растений и животных, человек способен создавать орудия производства и применять их в процессе труда. Тем самым он изменяет способы своего взаимодействия с природой. При этом значительно расширяется площадь ареала в различающихся природных условиях, в которых возможно его существование, увеличивается число элементов окружающей среды, вовлекаемых в производственную деятельность, расширяется использование каждого из них. Количественное и качественное воздействия человека на природу стремительно возрастают в ходе научно-технической революции.

Развитие производительных сил существенно меняет ценность и назначение природных ресурсов, а также формы их использования. Например, нефть стала энергетическим ресурсом только со 2-й половины 19 в., а уран — с середины 20 в. Говоря о целесообразности использования природных ресурсов, следует учитывать, в чьих интересах оно ведётся. Использование природных ресурсов или изменение состояния природной среды целесообразно лишь в том случае, если оно отвечает интересам населения страны или всего человечества, а не интересам отдельных лиц, фирм или социальных групп. При этом необходимо учитывать долговременные интересы настоящего и будущих поколений.

Большое значение при этом имеют знания закономерностей развития и взаимодействия всех основных процессов, протекающих в природе, что позволяет оценить и рассчитать их естественный ход, ближайшие и отдалённые последствия вмешательства. В оценке последствий воздействия на природу важное место занимает расчёт его допустимых (без вреда для человека и природы) масштабов. На этом базируется, в частности, определение предельно допустимых концентраций различных веществ, загрязняющих атмосферу, водные объекты или почву. Одним из важнейших свойств систем является ее устойчивость - способность без внешнего вмешательства восстанавливать исходное состояние. В первую очередь она определяется сложностью системы, величиной и качеством действующей силы

Устойчивость

В течение многих тысячелетий устойчивость биосферы поддерживается заложенными в ней механизмами саморегуляции, в действии которых определяющую роль играло биологическое разнообразие, находившееся в равновесии со всеми компонентами окружающей природной среды. Это не означает, что биосфера не изменялась. При воздействиях, превосходящих границы критической нагрузки, ее параметры переходили из одного устойчивого состояния в другое. При этом зачастую возникали новые абиотические условия, и, как следствие, исчезали старые и появлялись новые виды. Такое положение дел не устраивает человека, так как новые абиогенные изменения, если они произойдут слишком быстро, могут оказать негативное влияние и на вид Homo sapiens.

Возможности самовосстановления природы не безграничны. Возросшая мощь экономики, не имея ограничителей, становится разрушительной силой для биосферы, а следовательно и для человека. При этом цивилизация, используя огромное количество технологий, разрушающих экосистемы, не предложила, по сути, ничего, что могло бы заменить регулирующие механизмы биосферы. Негативное воздействие человека на окружающую природную среду выражается не только в уменьшении биологического разнообразия и понижении устойчивости экосистем, но и в значительном снижении продуктивности естественных и антропогенных ландшафтов, вследствие потери плодородия почв из-за прогрессирующего развития процессов их деградации (эрозия, дефляция, опустынивание, дегумификация, уплотнение, засоление, осолонцевание, переувлажнение, заболачивание, химическое загрязнение и др.). Все это, в конечном счете, ведет и к нарушению баланса парниковых газов, обусловливающих, наряду с другими факторами, глобальное изменение климата. Поэтому актуальной задачей сегодняшнего дня является постепенное восстановление нарушенных экосистем до уровня, гарантирующего их стабильность.

Утверждается, что ежегодно в мире теряется около 15 млн. га земельных угодий, в настоящее время в мировом сельскохозяйственном обороте занято около 13 % от площади суши.

Самый доступный и эффективный путь решения этой задачи - оптимизация землепользования и, в первую очередь, в сельской местности, являющейся основным поставщиком продовольствия и сырья для промышленности. Решение этих задач должно осуществляться на социально-экономической основе, с учетом интересов большинства членов общества и материально-технических возможностей. Одновременно необходимо осознавать направление дальнейшего развития этих возможностей, чтобы в будущем обеспечить осуществление хозяйственной деятельности в согласии с природой и обществом.

Последствия влияния техногенеза на окружающую среду многообразны. Наиболее отрицательные его формы проявляются в экологической дестабилизации окружающей среды обширных территорий. Негативные экологические ситуации или экологическая дестабилизация природной среды – это такое изменение окружающей человека природной среды, которое вызывает ухудшение условий жизни и здоровья населения, истощение или потерю природных ресурсов, снижают средо- и ресурсоформирующие свойства геосистем.