11
консументы и редуценты), информации и динамических качеств природных систем количественно нелинейно, то есть слабое воздействие или изменение одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других (и во всей системе в целом). Например, малое отклонение в составе газов атмосферы – ее загрязнение окислами серы и азота – вызывает огромные изменения в экосистемах суши и водной среды. Именно оно привело к возникновению кислотных осадков, а с ними – к деградации и гибели лесов в Европе и Северной Америке, гибели рыбы в озерах Скандинавии и другим негативным последствиям;
3)производимые в крупных экосистемах изменения относительно необратимы – проходя по их иерархии снизу вверх, от места воздействия до биосферы в целом, они меняют глобальные процессы и тем самым переводят их на новый эволюционный уровень;
4)любое местное преобразование природы вызывает в глобальной совокупности биосферы и ее крупнейших подразделениях ответные реакции, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений.
Пока изменения среды слабы и произведены на относительно небольшой площади, они «гаснут» в цепи иерархии экосистем. Но как только перемены достигают существенных значений для крупных экосистем, например, происходят
вмасштабах больших речных бассейнов, они приводят к существенным сдвигам в этих природных образованиях, а через них, согласно 2-му следствию из обсуждаемого закона – и во всей биосфере. Будучи относительно необратимыми (3-е вышеприведенное следствие) изменения в природе в конечном итоге оказываются и трудно нейтрализуемыми с социально-экономической точки зрения: их выправление требует слишком больших материальных средств и физических усилий. Иногда даже возникает ситуация: «чем больше пустынь мы превратим в сады, тем больше цветущих садов мы превратим в пустыни». При этом в силу нелинейности процессов (следствие 2) опустынивание по темпам значительно превышает создание «цветущих садов». Сдвигая равновесие природных систем с помощью значительных вложений энергии (например, путем распашки, внесения удобрений и т.д.), человек увеличивает количество полезной продукции (урожай). Пока эти сдвиги «гаснут» в иерархии природных систем, положение может считаться нормальным. Однако излишнее вложение энергии и возникающий в результате вещественно-энергетический разлад ведут к снижению
12
природно-ресурсного потенциала вплоть до опустынивания территории, происходящей без компенсации: вместо цветущих садов возникают пустыни.
В связи с нелинейностью, неполной пропорциональностью взаимоотношения компонентов и возникновением цепных природных реакций ожидаемый при преобразовании природы эффект может не возникнуть или оказаться многократно сильнее, чем желаемый. В первом случае местная реакция как бы «растворяется» в иерархии природных систем, во втором случае, наоборот, надсистемы усиливают процесс «сверху вниз», он делается острее, заметнее. Это заставляет при проектировании природопользования рассматривать не только местные вещественно-энергетические балансы, но учитывать вероятные изменения в надсистемах.
Игнорирование закона внутреннего динамического равновесия приводит к серьезным ошибкам в природопользовании.
Законы в системе «человек-природа» С точки зрения характера взаимоотношений человек выступает как
«разумно-неразумный» паразит: по угрозам глобальных последствий и результатам локальных экологических катастроф, а также по общему ходу процесса разрушения среды обитания он неразумен, но по декларируемому стремлению к сохранению этой среды он разумен. Выявление, знание и учет законов, действующих в этой сложной системе взаимоотношений, позволят с большей долей разумности использовать природный потенциал, сохраняя при этом среду обитания в приемлемом состоянии.
Закон необратимости взаимодействия человек-биосфера: возобновляемые природные ресурсы делаются невозобновляемыми в случаях глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления.
Закон обратимости биосферы действует только в определенных рамках. Если внешнее воздействие превышает буферные возможности биосферы, то в силу вступает закон необратимости взаимодействия «человек-биосфера». Например, животные ресурсы являются возобновляемыми, однако известны примеры, когда в результате перепромысла некоторые их виды исчезли с лица Земли.
Правило меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания.
13
Из правила меры преобразования природных систем и закона внутреннего динамического равновесия следует ряд практических выводов:
-единица возобновляемого ресурса может быть получена лишь в некоторый, определяемый скоростью функционирования системы, отрезок времени. В течение этого отрезка нельзя переходить некоторые рубежи ограничений при его использовании;
-перешагнуть через фазу последовательного развития природной системы
сучастием живого, как правило, невозможно;
-проведение хозяйственных мероприятий рационально лишь в рамках некоторых оптимальных размеров, выход за которые в меньшую и большую стороны снижает их хозяйственную эффективность;
-преобразование природы (если оно не восстановительное) дает локальный или региональный выигрыш за счет ухудшения каких-то показателей в смежных местностях или в биосфере в целом;
-хозяйственное воздействие затрагивает не только ту систему, на которую оно направлено, но и ее надсистемы, которые, согласно принципу Ле ШательеБрауна, «стремятся» нивелировать производимые изменения. В связи с этим расходы на преобразование природы никогда не ограничиваются лишь затратами на непосредственно планируемые воздействия;
-вторичное, постепенно сложившееся экологическое равновесие, как правило, устойчивее, чем первичное, но «потенциальный запас преобразований» (т.е. будущих их возможностей) при этом сокращается;
-несоответствие «целей» естественно-системной регуляции в природе и целей хозяйства может приводить к деструкции природного образования (природная составляющая разрушается).
Закон «бумеранга» или закон обратной связи взаимодействия «человекбиосфера»: между природой и человеком существует постоянная обратная связь. Любые изменения в хозяйственной деятельности вызывают перемены в природе, которые в свою очередь заставляют изменять хозяйственную деятельность. Ход исторических изменений связей между природой и человеком.
Принцип естественности или правило «старого автомобиля»: со временем эколого-социально-экономическая эффективность технических устройств снижается, а экономические (материальные, трудовые, денежные) расходы на их поддержание возрастают. В то же самое время самовозобновляющиеся и саморазвивающиеся природные системы представляют «вечный» двигатель, не
14
требующий экономических вложений до тех пор, пока степень давления на них не превышает их возможностей к восстановлению.
Природные системы будут обеспечивать человека всегда без всяких затрат с его стороны (эта система не стареет, она совершенна); любая же техника требует больших вложений, которые увеличиваются по мере ее старения.
Закон незаменимости биосферы: биосфера представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания. Существование человечества возможно только в системе биосферы.
Закон ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы и условия Земли конечны. Эта конечность возникает либо в силу прямой исчерпаемости, либо в результате возмущения среды обитания, делающейся непригодной для сложившегося хозяйства в жизни человека.
РАЗДЕЛ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТРАСЛЕЙ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ПРИРОДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ИХ КОМПОНЕНТЫ
Взаимодействие человека с окружающей средой в общем виде можно представить в виде довольно простой схемы: человек потребляет необходимый природный ресурс (воздух, вода, энергетический материал и т.д.) и возвращает в окружающую среду отходы. Однако это, с первого взгляда, несложное взаимодействие порождает массу различных видов антропогенных воздействий на экосистемы, которые принято классифицировать по следующим параметрам:
-общему характеру процессов антропогенного воздействия, предопределяемому формами человеческой деятельности (изменение ландшафтов
ицелостности природных комплексов, изъятие природных ресурсов, загрязнение окружающей среды);
-материально-энергетической природе воздействий (механические, физические, химические, биологические, их различные сочетания);
-категориям объектов воздействия (природные ландшафтные комплексы, поверхность земли, почва, недра, растительность, водные объекты, атмосфера и т.д.);
-количественным характеристикам воздействия (пространственные масштабы (глобальные, региональные, локальные), единичность и множественность, сила воздействия и степень опасности);
-временным параметрам и различиям воздействий по характеру наступающих изменений (кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие,
15
прямые и опосредованные, обладающие выраженными или скрытыми следовыми эффектами, обратимые и необратимые и т.п.);
- по преднамеренности (преднамеренные и непреднамеренные). Антропогенное воздействие на экосистему представляет собой
совокупность факторов деятельности человека, вызывающих те или иные изменения ее компонентов. Подверженность компонентов экосистемы воздействию факторов, а также сила и активность этих факторов характеризуется нагрузкой.
Нагрузка – это мера суммарного антропогенного воздействия на систему. Различают максимально допустимую нагрузку и предельно допустимую экологическую нагрузку.
Максимально допустимая нагрузка (МДН) – условная мера современных воздействий, не оказывающих вредного влияния (прямого или косвенного) на человеческий организм.
Предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН) – это величина, при которой не происходит нарушения нормального функционирования экосистемы.
Для анализа воздействия человека на окружающую среду можно воспользоваться следующими характеристиками:
1)показатель демографического воздействия, то есть воздействия собственно человека, который численно равен отношению местной плотности населения (в данной области или регионе) к фоновой плотности (для страны в целом или в том же регионе некоторое время назад);
2)показатель физико-механического воздействия человека на окружающую среду, который отражает рост воздействия современных машин и механизмов. Для его оценки могут быть предложены различные обобщенные характеристики:
возрастание грузооборота (в тоннах на погонный километр дороги) или площади ежегодно распахиваемых сельскохозяйственных угодий (в гектарах) по сравнению с каким-либо пространственно-временным уровнем. Можно также учитывать уровень вибрации, шума, различного рода излучения;
3)показатель технологического воздействия, который представляет из себя отношение местной и нормативной характеристики загрязнения. За нормативные показатели воздействия могут быть приняты предельно допустимые концентрации, сбросы и выбросы (ПДК, ПДС, ПДВ).
Показатели физико-механического и технологического воздействия наиболее ярко выражены в городах.