Файл: Бакарасов. Экология ландшафтов. Курс лекций .doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.09.2020

Просмотров: 2093

Скачиваний: 11

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Практическое значение экологии ландшафтов. Трудно переоценить прикладное значение экологии ландшафтов. По существу, вся деятельность человека протекает среди ландшафтных комплексов и находится во взаимодействии с ними, испытывая их влияние и, в свою очередь, воздействуя и преобразуя ландшафты.

2.2. Радиационные условия ландшафтов

Величина испарения с открытой водной поверхности ограничивается наличием тепла, а с поверхности суши – также и наличием влаги. С уменьшением запасов воды в ландшафтах испарение уменьшается и может прекратиться, если вся доступная для испарения влага будет исчерпана.

Одновременно с поверхностью почвы и воды испаряют также и растения. Растения испаряют подаваемую по проводящим сосудам влагу к устьицам листьев. При благоприятных условиях с поверхности листьев испаряется (транспирируется) почти столько же воды, сколько с открытой водной поверхности. Транспирируемая растениями влага может составлять существенную долю в суммарном испарении. Известна большая транспирационная способность многих типов лесов, высокопродуктивных ценозов естественной растительности. С другой стороны, определенные ценозы выработали приспособления для уменьшения транспирации и сохранения влаги. Практически все растительные ассоциации различаются по величине транспирируемой влаги. Таким образом, растительный покров в значительной мере влияет на количество испаряющейся влаги и затраты тепла на испарение.

При больших тепловых ресурсах – высоком значении радиационного баланса – величина испарения обусловлена в основном увлажнением территории. В районах избыточного увлажнения без длительного сухого периода с поверхности почвы и растительностью испаряется почти столько же, сколько с открытой водной поверхности. В тропических широтах, при постоянном наличии тепла, годовой ход испарения определяется годовым ходом осадков, а в умеренных и высоких широтах – также и ходом радиационного баланса. При длительных засушливых периодах, например, в пустынных ландшафтах, испарение может не быть совсем, и затраты тепла на него в такие периоды равны нулю.

Таким образом, затраты тепла на испарение зависят от геофизических свойств литогенной основы ландшафта, ее увлажнения, характера растительного покрова, а также географического положения и состояния атмосферы. В результате всего этого затраты тепла на испарение в ландшафтах и их морфологических частях будут неоднородными как в пространственном, так и во временном отношении. Имеющиеся результаты наблюдений показывают, что морфологические части ландшафта по этому показателю нередко различаются в несколько раз.

В геофизике ландшафта введено понятие максимально возможного испарения – испаряемость (Е0). Испаряемость – это потенциальное количество влаги, которое теоретически может испариться, если все радиационное тепло будет израсходовано на испарение: Е0 = R / L. Между испарением и испаряемостью существует связь, проанализированная на примере природных зон.

Отношение испарения к испаряемости (Е/Е0), как и радиационный индекс сухости М.И. Будыко, выступает репрезентативным геофизическим индикатором физико-географических зон и подзон. Так, соотношение Е/Е0 для зон и подзон характеризуется следующими величинами пустынная – менее 0,15, полупустынная – 0,1-0,45, степная – 0,3-0,55, лесостепная – 0,55-0,7, широколиственные и смешанные леса – 0,67-0,75, южная тайга – 0,72-0,80, средняя тайга – 0,76-0,85, северная тайга – 0,80-0,85, тундра, крайне северная тайга – 0,85-0,90.

Таким образом, все составляющие радиационного и теплового балансов, сами балансы и их структура различаются как по крупным территориям, на региональном уровне, так и по небольшим природным комплексам, морфологическим частям ландшафта. При этом различия между небольшими территориями нередко не уступают различиям между крупными регионами. Первопричинами, приводящими к различиям в морфологических частях ландшафта, являются различия его литогенной основы.

Вынос тепла со стоком из ландшафта – величина, находящаяся в пределах точности определения составляющих теплового баланса. Однако в ряде случаев тепловой сток может выступать одним из определяющих факторов формирования ландшафтов , например, в поймах и долинах крупных северных рек (Дьяконов, 1991). Его можно определять по формуле:

Bz = tc Q ,

где tc – температура воды за рассматриваемый интервал времени, 0С, с – удельная теплоемкость воды, Q – расход воды в г.

Ландшафты могут быть описаны энергетическими характеристиками: либо абсолютными их значениями (суммарной радиацией, радиационным балансом, затратами тепла на испарение и турбулентный обмен, для отдельных сезонов года – величиной потока тепла в почву), либо относительными величинами. Последние (LЕ/R, Р/ R, LЕ/Р) принято называть показателями структуры теплового баланса. Крайние выражения теплового баланса отмечены летом для пустынной зоны, когда R ≈ Р, и весной для тундровой зоны, когда R ≈ LЕ. Наиболее репрезентативным показателем выступает, пожалуй, соотношение LЕ/Р (Дьяконов, 1991). Географическое распределение испарений зависит от энергетических ресурсов (для тундровой и лесной зон) и условий увлажнения (для лесостепной, степной, полупустынной зон). По данным теплобалансовых стационарных наблюдений в районе Игарки и Воркуты, в тундровой зоне в летний период отношение LЕ/R не превышает 54 %. Это связано с плохой водоотдачей распространенных здесь мохово-торфяных комплексов. В лесной зоне отношение LЕ/R в летнее время возрастает до 80 %, уменьшаясь в степной и особенно в пустынной зоне (Дьяконов, 1991).

Специфической особенностью теплового баланса луговых геосистем в период с положительной температурой воздуха выступает повышение теплового потока в почву в области распространения мерзлых пород. Оно может достигать 10-14 % по отношению к R.

Суточный ход составляющих теплового баланса (его структуры) специфичен для каждой зоны (подзоны). Тождественен только суточный ход составляющих теплового баланса.

ландшафтах

Продукты выветривания и почвообразования элювиального ландшафта поступают с поверхностным и подземным стоком в пониженные элементы рельефа и влияют на формирование супераквальных и субаквальных ландшафтов. Поэтому последние называются подчиненными. Напротив, элювиальные ландшафты менее зависят от субаквальных и супераквальных ландшафтов, так как не получают от них химических элементов с жидким и твердым стоком. Поэтому элювиальные ландшафты называются также автономными.

Необратимость и направленность развития ландшафтов относительна и касается только конкретных индивидов определенного уровня организации или ранга. Например, отмирает один овраг, но в данной местности имеются предпосылки или может уже существовать и развиваться другой; в пойме заносится и зарастает одна старица, но появляется и развивается аналогичным образом другая. Взаимосвязь разных стадий развития и разных поколений позволяет говорить о жизненных циклах развития геосистем и их относительной обратимости.

Природоохранная экологическая функция ландшафта. Многообразие – это одно из условий сохранения стабильности свойств природы. Сохранение разнообразия природной пространственной структуры ландшафта, наиболее выразительных или типичных свойств его – одно из важнейших условий сохранения полезных для разных видов деятельности человека свойств природы. В этом случае ландшафт рассматривается как система сохраняющая генофонд.

ЛИТЕРАТУРА

Гагина Н.В., Федорцова Т.А. Методы геоэкологических исследований. Мн., 2002. – 98 с.

Дополнительная

Таежные ландшафты в целом более устойчивы, чем тундровые, благодаря большей теплообеспеченности и мощному растительному покрову. Обильный сток благоприятствует удалению водорастворимых техногенных веществ. Однако биогеохимический круговорот еще довольно замедленный, микробиологическая активность слабая. Существенным отрицательным фактором служит сильная заболоченность. Устойчивость к механическим и другим нагрузкам резко ослабляется при сведении лесного покрова.

В пустынных ландшафтах интенсивная солнечная радиация способствует быстрому самоочищению от органических загрязнителей, но вынос продуктов техногенеза замедлен из-за недостатка влаги, и эти продукты легко накапливаются на геохимических барьерах – понижениях, впадинах. Растительность пустынь устойчива к тяжелым металлам и способна накапливать их, тем самым, содействуя аккумуляции их в ландшафтах. Легкая ранимость растительности обусловливает неустойчивость ландшафтов к механическим нагрузкам, создаваемым выпасом, передвижением транспортных средств и т.д. Минерализованность почвогрунтов и грунтовых вод – фактор неустойчивости к ирригации.

При более детальном анализе в пределах каждого типа может быть обнаружено большое разнообразие условий, связанное со спецификой отдельных ландшафтов и их видов. Например, в восточноевропейской тайге различная устойчивость к техногенным загрязнениям присуща возвышенным зандровым равнинам, холмисто-моренным возвышенностям, низменным заболоченным глинистым равнинам и т.д. Наконец, дальнейшая конкретизация требует учета морфологического строения ландшафта. Так, в пределах таежных холмисто-моренных ландшафтов наблюдается большая контрастность урочищ и фаций по их устойчивости к различным воздействиям. От геохимической сопряженности фаций зависит перераспределение внутри ландшафта различных техногенных загрязнителей. Наличие геохимических барьеров способствует очищению плакорных и склоновых (автономных) фаций, но обусловливает формирование очагов аккумуляции в местных депрессиях, водоемах, болотах. С другой стороны, «благополучные» в этом отношении вершинные и склоновые фации неустойчивы к механическим нагрузкам (распашке, инженерному освоению, рекреации).


4.3. Экологические функции ландшафтов


Каждый ландшафт– это своего рода «фабрика», которая производит специфические физико-географические «продукты»: почвы, кору выветривания, фитомассу, зоомассу, речной и грунтовый сток и др., поглощает солнечную радиацию, превращает ее в другие формы энергии, осуществляет влагообмен, разрушение органического вещества, минерализацию мертвого органического вещества и многие другие процессы. Кроме того, ландшафты рассматриваются как природные условия, вместилища или продуценты естественных ресурсов, приемники и редуценты отходов хозяйственно-бытовой деятельности, обладающие определенными динамическими свойствами. Поэтому ландшафтные комплексы выполняют ряд экологических функций.


Экологические функции – это свойства ландшафтных структур сохранять (до определенных пределов) и воспроизводить специфические параметры природной среды, внутренне присущие соответствующим ландшафтам (территориям) и обусловленные их эволюционными особенностями, факторами соседства и другими обстоятельствами.

Понятие экологических функций ландшафтов не является принципиально новым. В тех или иных проявлениях оно достаточно давно известно. Так, начиная с 70-х годов в работах московских и прибалтийских экологов при анализе природных особенностей регионов, выделяются «каркасные» функции, но, как правило, без детальной их расшифровки. Подобный подход уже реализован в почвоведении (Добровольский и др.,1986) и в экологической геологии (Трофимов, 2000).

В современной ландшафтной экологии все многообразие экологических функций ландшафтов можно свести к следующим основным категориям: природным и социально-экологическим. Природные функции – ресурсные (ресурсосодержащие, ресурсовоспроизводящие), средовоспроизводящие (средообразующие, средозащитные), природоохранные, информационные. Социально-экологические функции – сохранение in situ (в месте нахождения), традиционно-хозяйственные (традиционного природопользования), научная, образовательно-воспитательная, эстетико-художественная, рекреационная функции ландшафта.

Ресурсная экологическая функция ландшафта. Ресурсная функция (ресурсосодержащая, ресурсовоспроизводящая) связана главным образом с производственной деятельностью (добывающей промышленностью, энергетикой, сельским, лесным водным хозяйством и др.). Ландшафт, выполняя роль ресурсной системы, обладает способностью содержать (хранить) и воспроизводить ресурсы. Как ресурсосодержащая система, ландшафт располагает и невозобновимыми ресурсами (полезными ископаемыми, территорией) и возобновимыми (водными, лесными, фаунистическими). Говоря о ресурсовоспроизводящих свойствах ландшафта, мы имеем в виду его способность воспроизводить некоторые возобновимые ресурсы, например, биологические, и частично возобновимые – воду.

Рассмотрение ландшафта как ресурсной системы определяет и отношение к его охране, прежде всего в процессе использования. В этом случае охрана ландшафта определяется главным образом стратегией ресурсосбережения, разумной технологией, учитывающей необходимость сохранения его ресурсовоспроизводящих свойств. Одновременно возникает потребность в постоянном наблюдении за изменениями ландшафта, в проведении мероприятий по поддержанию его воспроизводящих свойств на оптимальном уровне с помощью управления и регулирования.

Сохранение ресурсной функции ландшафта по отношению к возобновимым ресурсам (воздух, пресные воды, почвенное плодородие, живые организмы) обеспечивает их неисчерпаемость, а нарушение ее превращает неисчерпаемые ресурсы в исчерпаемые.


В функции ландшафта как ресурсной системы входят и так называемые ландшафтные условия освоения ресурсов, которые являются важным элементом экономической оценки самих ресурсов. Например, благоприятная или неблагоприятная обстановка, в которой проходит деятельность человека, климатические, гидрологические условия, стихийные явления и пр. Они могут облегчать или затруднять строительство и эксплуатацию технических сооружений, сельскохозяйственное производство и т.д.

Рассмотрение функций ландшафта как ресурсной системы может быть дополнено функций пространственного базиса (места размещения хозяйственной деятельности и расселения людей).

Средовоспроизводящая (средообразующая и средозащитная) экологическая функция ландшафта. Ландшафт, создавая условия для жизни людей, обладает способностью быть средообразующей и средовоспроизводящей системой. Ландшафт и его составляющие непрерывно поддерживает (образует, воспроизводит) те свойства среды, которые необходимы для существования человека в физиологическом и психологическом плане. Ландшафты участвуют в формировании столь важных для человека свойств окружающей среды, как газовый состав воздуха, химический и биологический состав поверхностных и грунтовых вод, тепловой режим. Они также играют большую роль в процессах самоочищения воздуха, вод, почвы, биоты от загрязнения.

Ландшафты могут быть как благоприятной, так и неблагоприятной средой для жизни человека. Одни из них характеризуются крайне неблагоприятными – экстремальными условиями (высокогорья, пустыни, Крайний Север), другие сочетают в себе предпосылки развития целого набора заболеваний, третьи могут быть средой для отдыха (пригородные зоны, курортные районы) или восстановления здоровья (лесные, приморские и др.). Экологическая проблема связана в первую очередь с сохранением средовоспроизводящей функцией, имеющей важное значение для выживания человечества.

Природоохранная экологическая функция ландшафта. Многообразие – это одно из условий сохранения стабильности свойств природы. Сохранение разнообразия природной пространственной структуры ландшафта, наиболее выразительных или типичных свойств его – одно из важнейших условий сохранения полезных для разных видов деятельности человека свойств природы. В этом случае ландшафт рассматривается как система сохраняющая генофонд.

Важно сохранять природное разнообразие видов животных, растений, микроорганизмов. Чем разнообразнее виды, встречающиеся в том или ином ландшафте, тем менее вероятна возможность быстрого размножения какого-то одного из них, который «забил» бы все остальные. Следует помнить и о том, что далеко не всегда можно предусмотреть полезность свойств отдельных видов животных, растений, микроорганизмов. Поэтому мы должны их сохранять как генетический фонд для близкого или далекого будущего. Для сохранения генетического фонда создаются заповедники, заказники, составляются «красные книги». Отметим, что охрана живой природы – флоры и фауны – одна из наиболее традиционных и распространенных форм природоохранной деятельности. Она никогда не потеряет своей остроты.


Природоохранная функция связана также с регулирующей ролью тех или иных ландшафтов и их компонентов в выполнении этими или другими ландшафтами названных выше экологических функций. Например, таковы водоохранная роль ландшафтов в бассейнах рек выше водохранилищ гидроэлектростанций, роль убежищ биоты – центров расселения и кормовых угодий для орнитофауны и др.

Функция сохранение in situ (в местонахождении) ландшафта. Она означает, что ландшафт самоценен в своей данности и естественноисторическом окружении, он имеет высокий информационный потенциал и должен быть сохраняем в своих характерных чертах и параметрах, в своем «местообитании». Цели такого сохранения могут быть как научные, так и эстетические, познавательные, мемориальные и другие. В одних случаях сохранение in situ предполагает полную консервацию и неприкосновенность ландшафта, в частности как эталона первозданной природы. В других – поддержание условий, определяющих устойчивое существование в пределах некоего статус кво при возможности и даже необходимости определенных видов деятельности и использования ландшафта и т.п. Сохранение in situ обязательно ведущая функция всех особо охраняемых территорий, для прочих охраняемых территорий она ведущей не является.

Традиционно-хозяйственная (традиционного природопользования) функция. Эта функция связана с экологическими формами традиционного землепользования (природопользования) в ландшафте. Экологизация природопользования становится ведущей функцией в двух случаях: во-первых, когда территория имеет одновременно природно-информационную и хозяйственную ценность, и пренебречь ни той, ни другой нельзя. Следовательно, необходим поиск способов их бесконфликтного существования. Во-вторых, когда уцелели формы экологического исторического природопользования, представляющие собой объект историко-культурного наследия и нуждающиеся в возрождении.

Рекреационная функция связана с удовлетворением экологических потребностей людей, в число которых наряду с потребностями в экологически чистых воздухе, воде, пище, и т.д., входят и рекреационные потребности. Эта функция являются ведущей в районах особой комфортности и оздоровительного эффекта, которые рассматриваются как специфические экологические ресурсы, требующие сохранения и, соответственно, щадящего режима природопользования. Сочетание районов высокой эстетики, комфортности, оздоровительного эффекта с относительно хорошей доступностью определяет размещение основных курортов и рекреационных территорий. Но возникает проблема: тип природопользования (то есть рекреация), соответствующий данной функции, заключает в себе экологически агрессивные структуры, способные существенно нарушать экологически значимые свойства ландшафтов.


Научная, образовательная, эстетико-художественная функции ландшафта. Ландшафт не только носитель разнообразных материальных (вещественно-энергетических) свойств, он имеет и существенные информационные и культурные функции. Его можно рассматривать как «книгу знаний о природе», как источник эстетического и этического восприятия.

Перед лицом науки каждый и мало и сильно измененный ландшафт выступает как источник информации, как живая книга истории природы. Изучая ландшафт, человек все глубже познает законы формирования природного разнообразия, механизмы связей живого и косного вещества, причины разнообразия окружающего нас мира природы, разнообразие форм целостности природы, законы цепных реакций компонентов. Изучая неизмененный ландшафт, используя его как эталон, образец, можно изучать, что же произошло с природой под воздействием человека.

Исследуя современный измененный действием человека ландшафт, наука может не только оценить суть различного рода человеческих воздействий на него, но и познать механизм этого воздействия на состав компонентов, их связи, на ее структуру. Исследовать, чтобы предсказать будущее ландшафта. Исследовать, чтобы суметь сохранить и умело использовать его ценные свойства.

Одной из важных функций ландшафтов является эстетическая. Красота и гармония природы – постоянный источник вдохновения человека. Уже на ранних ступенях своего существования люди обладали эстетическим отношением к действительности. Первые созданные ими предметы домашнего обихода были также и предметами художественными. Современный, преобразованный трудом ландшафт – это также и олицетворение эстетических представлений о нем.

Ландшафт может выполнять несколько функций одновременно или в некоторой последовательности. Вместе с тем существуют и взаимоисключающие потребности, приводящие к ограничению числа выполняемых функций (например, застройка территории исключает возможность земледелия и др.). В ряде случаев возможность выполнения функций данным ландшафтом зависит от характера функций, выполняемых смежными, а иногда и довольно удаленными ландшафтами. Поскольку потребности общества и средства их удовлетворения изменяются, наблюдается и смена функций ландшафта.





5. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ ЛАНДШАФТОВ


3.1. Ландшафтно-экологическое нормирование антропогенных

нагрузок на ландшафты


Антропогенно-техногенные нагрузки на ландшафты. Интенсивность воздействия хозяйственной деятельности на природу, а соответственно степень и масштабы изменения ландшафтов неодинаковы. В связи с этим введено понятие «нагрузка». Под нагрузкой понимают меру антропогенно-техногенного воздействий на ландшафт, которые могут привести к изменению их отдельных свойств и нарушению выполнения им заданных социально-экономических функций (Охрана ландшафтов, 1982).