Техногенное воздействие на компоненты ландшафта

Интенсивность и скорость изменений природных процессов в зоне техногенеза¹ в значительной степени определяется устойчивостью к тех­ногенным нагрузкам исходных природных объектов ландшафтно-геохимических систем и составляющих их компонентов: почв, растений, грунто­вых вод и т. д.

Трансформация аэротехногенного потока веществ происходит уже в процессе контакта с растительным покровом — происходит изменение соотношения основных форм тяжелых металлов в исходном пылевом материале и пыли, смываемой с листьев атмосферными осадками.

В случае взаимодействия кислых техногенных выпадений с расти­тельным покровом (первым буферным уровнем взаимодействия) за счет процессов выщелачивания с осадками, фильтрующимися через кроны, из растительных тканей в почву поступают катионы кальция, калия, магния. Вымывание кальция или магния из листьев возрастает при увеличении кислотности осадков. В результате корни растений усиливают поглоще­ние катионов и отдачу протонов, что ведет к подкислению слоя почвы, непосредственно прилегающего к корням (ризосферы).

Хелатизация (химическое связывание) тяжелых металлов, поступаю­щих с техногенными выпадениями, начинается в кронах на поверхности листьев и продолжается в верхних горизонтах почвы. При этом свинец, медь, железо тяготеют к высокомолекулярным органическим соединени­ям, в то время как цинк, кадмий и марганец связываются среднемолекулярными растворимыми органическими веществами.

Длительное воздействие загрязнений, содержащих сернистый газ и тяже­лые металлы, вызывает глубокие изменения структурно-функциональной организации растительности.

Хвойные биоценозы являются менее устойчивыми, чем лиственные, и быстрее трансформируются под влиянием техногенных выпадений. Так, зеленомощно-кустарниковый ельник - наиболее рас­пространенный тип елового биогеоценоза на Кольском полуост­рове. По мере приближения к источнику выбросов он трансформируется следующим образом: ельник кустарниково-зеленомощный ельник злаково-кустарниковый антропогенно разрушенное еловое редколесье.

Под влиянием аэротехногенного воздействия тяжелых металлов с кислыми осадками в структуре биоценоза происходит разрежение дре­весного яруса, выпадение из напочвенного покрова мхов и лишайников, получают распространение парцеллы злаковые и пустошь техногенная.

При загрязнении лесных участков промышленной пылью, содержащей цинк, кадмий и алюминий, наблюдаются резкие изменения в травя­нистом ярусе, при этом погибают преимущественно микотрофные расте­ния, которые более энергично поглощают тяжелые металлы.

Для оценки устойчивости ландшафтов и почв к техногенным воздей­ствиям учеными Литвы был предложен и составлен комплект карт. включающий:

- карты ландшафтно-геохимических барьеров;

- данные по водопроницаемости и величинам ионного стока, характе­ризующие возможный вынос техногенных веществ;

- карты природного содержания педохимически (почвенно) и биохи­мически активных элементов;

- картосхемы вероятной интенсивности разложения органических тех­ногенных продуктов.

Построение карт устойчивости ландшафтов к различным типам ан­тропогенного воздействия позволяет подойти к эколого-географической оптимизации размещения промышленного производства, нормированию антропогенных нагрузок с учетом особенностей и специфических воз­можностей ландшафтов.

 

ГЛАВА 5. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА

 

Ресурсы биосферы

В общем смысле под ресурсами понимают любые источники и предпо­сылки получения необходимых людям материальных благ. Природ­ные ресурсы — это те средства существования человеческого об­щества, которые имеются в природе независимо от человека или воссозда­ны, преумножены природой при его содействии.

Природные ресурсы можно классифицировать по различным крите­риям, но для охраны природы важна степень их истощимости. С этой точки зрения ресурсы условно можно разделить на:

- исчерпаемые;

- неисчерпаемые.

К исчерпаемым ресурсам относятся:

- возобновимые — это биологические ресурсы — растительность и жи­вотный мир (лесные ресурсы, ресурсы сельскохозяйственных расте­ний, диких и домашних животных, а также некоторые минеральные ресурсы). При определенных условиях возобновимые ресурсы могут в короткий период восстановится (качественно или количественно);

- невозобновимые — к ним относятся различного рода богатства недр (нефть, уголь, газ, сланцы и др.);

- относительно возобновимые — это ресурсы, занимающие промежуточ­ное положение между первыми двумя. К ним относят, прежде всего, почвы, которые частично вышли из сельскохозяйственного оборота по каким-либо причинам (например, в результате водной или ветро­вой эрозии, радиоактивного загрязнения), торф, используемый как топливо. Через большие промежутки времени (от сотен до нескольких тысяч лет) эти ресурсы вновь можно будет использовать.

К неисчерпаемым ресурсам относятся ресурсы, на которые, по мне­нию ученых, не распространяется закон ограниченности. Эти ресурсы можно разделить на:

- по принадлежности к тому или иному компоненту природы.

• геологические;

• минеральные;

• климатические (воздух, ветер);

• водные;

• земельные;

• биологические и т. д.;

- по характеру использования в производственных и непроизводственных сферах.

• минерально-сырьевые;

- топливно-энергетические;

- промышленные;

- оздоровительные;

- ландшафтно-курортные;

- рекреационные и др.;

• по источнику и местонахождению:

- энергетические;

- атмосферные;

- газовые;

- водные;

- литосферы;

- растении;

- продуцентов;

- консументов и т. д.;

• по степени необходимости для жизни:

. крайне необходимые (воздух, вода, пища);

- относительно безразличные.

Самая важная группа ресурсов подразделяется на:

• космические (солнечная радиация, притяжение Луны и Солнца);

• климатические (ветер, снег, дождь и т. д.);

• водные

Основными ресурсами, необходимыми для полноценной жизнедеятель­ности людей, являются:

• солнечная радиация;

• биологическая продуктивность;

• водные ресурсы и ресурсы Мирового океана;

• земельные и почвенные ресурсы;

• лесные ресурсы.

Солнечная радиация — основной источник энергии, обеспечивающий продукционный процесс растений и животных.

В среднем приток солнечной радиации на Землю составляет 1,05 Ю¹⁷ МДж в год. Но ее количество убывает по направлению от экватора к по­люсам. Использование радиации растениями в процессе фотосинтеза составляет 0,4-0,7%, а в среднем по земному шару - 0,2%.

Общая первичная продуктивность биосферы формируется в процессе создания органических веществ при использовании солнечной энергии в процессе фотосинтеза и составляет в среднем 2,3 10^ю т в год. Первичная продуктивность биосферы Земли составляет 83 млрд т органического веще­ства в год, из них на долю суши приходится около 53 млрд т, на долю Миро­вого океана — 30 млрд т. При сопоставлении общей продуктивности биосфе­ры в год (1,7 10¹⁵ МДж) и суммарного потребления энергии населением по всему земному шару (9,2 10⁵ МДж) можно рассчитать коэффициент пищевого использования энергии (КПИ), составляющий в среднем 0,55.

Водные ресурсы (пресная вода) — один из лимитированных, но возоб­новимых ресурсов биосферы. На нее приходится около 2,5% всех водных ресурсов Земли (т. е. от 1370,3 млн км³), составляет около 35 млн км³. Все остальное количество — это воды Мирового океана, соленых озер, подземные воды, болота и т. д.

Таблица 5