Мир науки
Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!
Экология — рефераты, конспекты, шпаргалки
Антропогенные изменения ландшафтов
Антропогенный ландшафт — это различные формы проявления человеческой деятельности в ландшафте, которые делятся на две группы:
• типы использования земель или угодья (пастбища, плантации, сады);
• инженерные комплексы (мало-и и многоэтажные сооружения или целые города, дороги).
Для изучения антропогенных воздействий на ландшафты используют системный, ландшафтный, экологический, ландшафтно-экологический подходы, а также принципы оптимизации природной среды. Исследование антропогенной нагрузки и трансформаций геосистем требует определения основных терминов и понятий.
Воздействие на окружающую среду — изъятие из окружающей среды или привнесения в него веществ, энергии, тепла, информации, в результате чего происходит изменение компонентов, характеристик, параметров окружающей среды, вызванных деятельностью человека.
Последствия воздействия — как положительные, так и отрицательные действия, происходящие в результате изменений компонентов окружающей среды, испытывают влияние деятельности человека и влияют на функционирование технических объектов, условия жизни и деятельности населения, функционирования других геосистем.
Антропогенное влияние — влияние, которое осуществляется хозяйственной деятельностью человека на окружающую среду и ресурсы и приводит к изменению их характеристик.
Показатели влияния — элементы и параметры, с помощью которых определяется степень влияния на геосистемы.
Оценка воздействия — деятельность, направленная на определение характера, степени или величины влияния, прогнозирование возможных последствий деятельности человека для геосистемы. Важное значение при оценке антропогенной трансформации геосистемы имеет исследование всех возможных видов воздействия на окружающую среду, а также измерения показателей воздействия.
В целом влияние техногенных объектов на окружающую среду можно разделить на следующие группы:
• по видам хозяйственной деятельности, влияющим на геосистемы: сельскохозяйственные, лесохозяйственные, водохозяйственные, транспортные, рекреационные, промышленные, селитебных;
• по территории, которую охватывает влияние: локальные, линейные, плоскостные;
• по режиму и продолжительности действий кратковременные, длительные, эпизодические, периодические, практически непрерывные;
• по характеру воздействия на окружающую среду: механические, гидро-морфични, тепловые, физические, химические.
Основным следствием воздействия на ландшафты является формирование антропогенных ландшафтов. Исследованием самих антропогенных ландшафтов и их классификации занимались разные ученые, поэтому в литературе существует много определений этого понятия. Однако самым распространенным является определение Ф. М. Мильково (1973), по которому антропогенные ландшафты — это как заново созданные ландшафты, так и природные комплексы, в которых коренные изменения претерпел любой из их компонентов. Общей особенностью всех видов антропогенных ландшафтов есть определенная степень их зминености, трансформованости результате хозяйственной деятельности. Это дает возможность говорить об антропогенной трансформированность ландшафта.
Антропогенная трансформация — изменение природных систем под влиянием хозяйственной деятельности человека. Это интегрированная характеристика, которая учитывает не только изменения структуры геосистемы в целом, но и физические и химические загрязнения компонентов ландшафтной системы, изменения видового состава. Антропогенная трансформация характеризует совокупное влияние различных видов нагрузок на ландшафтную систему. Это результат узаемодии человека с окружающей средой в рамках конкретных геосистем.
В процессе трансформации ландшафт подвергается определенным изменениям, которые могут быть классифицированы так:
• по ориентированностью воздействия: прямые, косвенные;
• по глубине изменений: функционирование, динамика, развитие;
• по возвратности: обратные, необратимые;
• по направленности: прогрессивные, регрессивные;
• по степени соответствия поставленной цели: целенаправленные, побочные. Таким образом, степень трансформации ландшафта будет, в свою очередь, зависеть от величины, вида, интенсивности воздействия, направленности, характера воздействия хозяйственной деятельности на компоненты окружающей среды.
Источник статьи: http://worldofscience.ru/jekologija/4632-antropogennye-izmeneniya-landshaftov.html
Основные факторы, определяющие изменение состояния природных ландшафтов
При оценке изменения природных ландшафтов под воздействием антропогенной деятельности необходимо рассматривать все виды хозяйственной деятельности, которые в общем виде принято делить на фоновую и очаговую. Фоновой деятельностью, как правило, является сельскохозяйственное производство, создающее опасность нарушения регионального природного баланса, очаговой— промышленное производство, обусловливающее определенный комплекс локальных экологических ущербов. Хотя такое деление деятельности на фоновую и очаговую в настоящее время является достаточно условным. И та, и другая деятельность, воздействуя на все компоненты природной среды, охватывает огромные территории. Разница заключается лишь в том, что сельскохозяйственное производство непосредственно влияет на биоту и почву и опосредствовано на водный и тепловой балансы территории, а промышленное производство непосредственно влияет на атмосферный воздух (выбросы) и водные ресурсы (сбросы) и опосредствовано на биоту и почву.
Интегральным критерием, являющимся мерой экологической опасности любой деятельности, может служить степень нарушения природного равновесия. В связи с этим, одна из фундаментальных задач исследований состоит в оценке возможных нарушений всех компонентов природной среды в результате хозяйственной деятельности.
Одним из основных факторов, определяющих изменение состояния природных систем, является изменение структуры ландшафтов в результате развития сельскохозяйственной деятельности. Распашка земель, трансформация естественных биоценозов в агроценозы сопровождается изменением потоков вещества и энергии и нарушением природного равновесия. Развитие сельскохозяйственного производства произошло в основном за счет распашки естественных лугов и частично лесных угодий, то есть за счет самых экологически значимых биотических элементов. Кроме того, наряду с биотическими, появились абиотические элементы в виде населенных пунктов и промышленных объектов с соответствующей инфраструктурой. Это очень важное обстоятельство, так как абиотические элементы не производят биомассу, а только потребляют природные ресурсы и поставляют огромное количество отходов, являясь тем самым основным источником загрязнения природной среды. Таким образом, экологическая значимость абиотических элементов в природной среде должна быть отрицательной (
Развитие сельскохозяйственного и промышленного производства наряду с изменением структуры природных ландшафтов сопровождалось поступлением дополнительного количества химических веществ за счет внесения в природную среду минеральных и органических удобрений, пестицидов и других химических веществ. Промышленное производство и сопутствующие ему разнообразные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу включают в основном диоксид серы (SO2) и оксид углерода (СО). В составе твердых выбросов присутствуют тяжелые металлы в количествах, которые значительно превышают их фоновое содержание в природной среде. Нарушение структуры и характера подстилающей поверхности природных ландшафтов при распашке и сельскохозяйственном использовании земель сопровождается изменением практически всех показателей, в том числе:
основных элементов водного баланса;
интенсивности биологического и геологического круговоротов органических и минеральных веществ;
основных свойств, плодородия и эколого-геохимической устойчивости почв;
экологической устойчивости ландшафтов в целом, (табл. 3.3).
Сопоставление данных табл. 3.1-3.3 показывает, что в результате распашки и сельскохозяйственном использования земель увеличилась засушливость степных и сухостепных ландшафтов. Наиболее существенно изменились запасы биомассы и химических элементов в ландшафтах, которые снизились в 2-24 раза, а запасы химических веществ — в 1,4-4,7 раз, по сравнению с природными. Геологический круговорот химических веществ уменьшился в 3-4 раза. Все это привело к ухудшению природного плодородия и эколого-геохимической устойчивости почв и загрязнению водных ресурсов. Плодородие снизилось на 2-18 %, причем большие значения характерны для почв степной и сухостепной зон. Что же касается солевого (химического) баланса, то он также изменился. Усиление промывного режима при орошении способствовало усилению геологического круговорота в 1,6-4 раза, загрязнению водных ресурсов и дальнейшему ухудшению химического режима и свойств почв лесной и лесостепной зон. В степной и сухостепной зонах орошение сопровождалось не только накоплением солей, но и перераспределением их по профилю. Подъем уровня грунтовых вод и увеличение их минерализации усилило опасность вторичного засоления орошаемых почв. Практика широкого развития орошения в степной и сухостепной зонах показала, что при подъеме уровня грунтовых вод до глубины
Таблица 3.3 — Водный баланс и другие показатели земель при распашке
| Показатели | Экономические районы | ||
| ЦЧО | П | С-К | |
| Гидротермический режим, Ic | 1,49 | 2,50 | 1,45 |
| Атмосферные осадки, мм | |||
| Испарение, мм | |||
| Поверхностный сток, мм | |||
| Подземный сток, мм | |||
| Запасы биомассы, т/га | 28,5 | 10,0 | 14,0 |
| Запасы химических веществ, т/га | 0,88 | 0,68 | 0.88 |
| Эколого-геохимическая устойчивость почв к техногенным воздействиям | С | С | С |
| Уровень плодородия почв, баллы* | 12,2 | 11,0 | 14,7 |
Требования к использованию природных ресурсов
Выполненный анализ позволил не только выявить направленность природных процессов и зависимость их от характера и интенсивности хозяйственной деятельности, но и сформулировать требования к рациональному использованию природных ресурсов в зависимости от особенностей природных условий. Общим для всех экономических районов является:
оптимизация структуры ландшафтов, то есть создание необходимого экологического каркаса, представляющего собой определенное (оптимальное) соотношение различных биотических и абиотических элементов с индивидуальным режимом пользования исходя из их роли в поддержании экологической и социально-экономической устойчивости ландшафтов;
регулирование биологического и геологического круговоротов и повышение эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям;
регулирование экологических и социально-экономических функций почв в ландшафтах, включающее сохранение природного и увеличение экономического плодородия почв;
увеличение экологической устойчивости ландшафтов, а следовательно, и стабильности сельскохозяйственного производства.
Рассмотрим все эти требования более детально.
Оптимизация структуры природных ландшафтов является наиболее сложной и не достаточно разработанной проблемой. В настоящее время существует ряд рекомендаций по оптимальному соотношению интенсивно используемых (пашня), с одной стороны, и природных и полуприродных (леса, луга, естественные сенокосы и пастбища) угодий — с другой. Так, для условий США оптимальное соотношение пашни и природных и полуприродных угодий составляет 40 %, для России 10-75% по разным почвенно-климатическим зонам. Расчеты дают следующие оптимальные соотношения для Поволжского, Северо-Кавказского районов — 25-40%. Основная площадь ландшафтов в соответствии с особенностями природных условий должна быть занята лугами, сенокосами и пастбищами (П, ЦЧО, С-К).
Создание экологического каркаса ландшафтов позволит резко снизить опасность катастрофических наводнений и загрязнения водных ресурсов. Известно, например, что снижение степени лесистости речных водосборов на 20% увеличивает максимальные паводковые расходы в 1,5-2 раза.
В современных условиях при обосновании защитных сооружений необходимо составлять долгосрочные прогнозы изменения максимальных паводковых расходов в увязке с характером и масштабами хозяйственной деятельности на водосборах (вырубка лесов, распашка и осушение земель и др.). Отсутствие таких прогнозов приводит к тому, что защитные сооружения со временем перестают работать в связи с увеличением максимальных расходов по сравнению с проектными.
Для предотвращения ущербов от наводнений необходимо разработать долгосрочную программу мелиорации речных водосборов с учетом планов развития народного хозяйства. Однако, учитывая, что эффект от реализации мелиоративных мероприятий на водосборах проявится не скоро, в настоящее время необходимо разработать программу переноса населенных пунктов и других объектов из зон возможного затопления.
Вместе с тем, оптимизация структуры (создание экологического каркаса) ландшафтов не решает проблемы улучшения сельскохозяйственных угодий, она лишь сводит к минимуму основные причины их ухудшения (эрозия, дефляция, изменение биологического и геологического круговоротов и др.). Поэтому наряду с оптимизацией экологического каркаса необходимо осуществление комплекса мероприятий по ликвидации последствий и предупреждению дальнейшего развития деградационных процессов, улучшению свойств и плодородия почв сельскохозяйственных угодий и интенсификации использования природных ресурсов. Комплекс мероприятий должен включать применение агротехнических, агрохимических, агролесотехнических, гидротехнических и других мелиорации, а также снижение техногенных выбросов и сбросов.
Основной задачей системы мелиоративных мероприятий является регулирование биологического и геологического круговоротов (см. табл. 3.1-3.3). Обобщение имеющихся данных показывает, что распашка и сельскохозяйственное использование земель сопровождается сокращением биомассы в почвах в результате отчуждения ее с урожаем. Ежегодное снижение запасов органического вещества в пахотных почвах составляет 4,8-6,3 т/га (табл. 3.4).
Таблица 3.4 — Снижение запасов органического вещества в пахотных почвах по экономическим районам, ц/га
| ЦЧО | П | С-К |
Что же касается геологического круговорота химического вещества, то здесь картина иная. При распашке земель интенсивность геологического круговорота снижается по сравнению с природными условиями, а при осушении и, особенно, орошении пахотных земель — резко возрастает (табл. 3.5).
Таблица 3.5 — Изменение геологического круговорота химических веществ в природных условиях, при распашке и гидротехнических мелиорациях, кг/га
| Показатели | ЦЧО | П | С-К |
| В природных условиях | |||
| При распашке | |||
| При распашке и осушении или орошении земель |
Приведенные в табл. 3.4, 3.5 данные показывают, что наибольшие изменения биологического и геологического круговоротов характерны для зон неустойчивого и недостаточного естественного увлажнения (ЦЧО, П, С-К), где в наибольшей степени развито орошение земель (в этих районах расположено более 85 % всех орошаемых земель).
Регулирование биологического круговорота, основным критерием которого можно в первом приближении считать бездефицитный баланс органического вещества в почвах, за счет агрохимических и агротехнических мероприятий невозможно. При существующем состоянии животноводства для этого просто не хватит навоза.
Решение проблемы регулирования биологического круговорота может и должно быть обеспечено за счет широкого развития гидротехнических (орошение) мелиорации. Однако для этого необходимо отказаться от сложившейся практики обоснования масштабов, размещения и использования орошаемых земель.
Известно, что наиболее отзывчивыми на орошение являются кормовые культуры; 1 гектар орошаемых земель по объему производства кормов эквивалентен 3-5 га неорошаемых земель. Поэтому, орошаемые земли необходимо использовать для производства сочных и грубых кормов для животноводства. Такая постановка вопроса не означает, что орошение не следует использовать для производства овощей, риса и других культур, но это отдельная проблема, не связанная с регулированием биологического круговорота в пахотных почвах.
Производство кормов на орошаемых землях позволит решить три взаимосвязанные задачи.
Во-первых, обеспечить восстановление и дальнейшее развитие животноводства, которое находится в упадке, ввиду отсутствия кормов. Анализ баланса кормов говорит о том, что в современных условиях дефицит кормов в целом по стране составляет
Во-вторых, увеличение объема органических удобрений (навоза).
В-третьих, что самое главное — использовать посевы многолетних трав, входящих в структуру севооборотов на неорошаемых землях, в качестве сидеральных удобрений. Последнее обстоятельство является основным, так как позволит существенно улучшить баланс органического вещества в неорошаемых пахотных почвах. При продуктивности многолетних трав 40-60 т/га и 8-польных севооборотах увеличение органического вещества в почвах составит 5-8 т/га в год, что наряду с навозом может обеспечить бездефицитный баланс органического вещества в почвах. А если увеличить содержание многолетних и однолетних трав в севооборотах на неорошаемых землях в соответствии с рекомендациями травопольной системы земледелия, то в принципе можно добиться лучших результатов. Соответственно при обосновании площади и размещения орошаемых земель необходимо исходить из бесперебойного обеспечения животноводства сочными и грубыми кормами.
Учитывая высокую стоимость инвестиционных проектов орошения земель и предлагаемое их использование для производства кормов, нельзя обойти молчанием вопрос экономической эффективности орошения. При оценке экономической эффективности инвестиционных проектов орошения, в этом случае необходимо учитывать экологический эффект, который определяется улучшением биологического круговорота, а, следовательно, и повышением плодородия неорошаемых почв на площади в 3-5 раз превышающей площадь орошаемых земель.
Однако регулирование только биологического круговорота еще не достаточно, необходимо регулировать и геологический круговорот химических элементов, то есть геохимические потоки. Существующая техника и технология орошения не обеспечивает этого; на орошаемых землях, как правило, происходит подъем уровня, увеличение минерализации грунтовых вод и, как следствие, резкое усиление геохимических потоков (табл. 3.5) и развитие процессов вторичного засоления почв. Поэтому требования к технике и технологии орошения должно сводиться к созданию технически совершенных оросительных систем с высоким КПД (> 0,9-0,95) и применению прогрессивных способов полива дождеванием с интенсивностью дождя нт – оросительная норма нетто, мм;
Ic1 и Ic2 – индекс сухости, соответствующий оптимальным условиям и распаханным почвам;
Ос – атмосферные осадки, мм;
П – поверхностный сток с учетом проведения агротехнических и агролесотехнических мероприятий, мм.
Используя приведенные выше данные и принимая оптимальное значение Ic1, равным для степной зоны 1,20, для лесостепной — 1,15 и для сухостепной — 1,50, получим Ор нт (в мм): для степной зоны 0,66 – стабильный.
Значения относительной экологической значимости биотических и абиотических элементов ландшафтов характеризуются следующими величинами:
хвойные леса — 0,38;
смешанные леса — 0,63;
широколиственные леса — 1;
луга, сенокосы и пастбища -0,62;
болота, водоемы и водотоки — 0,79;
Экологическая значимость селитебных и промышленных территорий k1 (П+g)1 и при невысоких урожаях, когда Б2
(1,5…2)Б1, значение k1 (1,5…2)Б1 экологическая значимость орошаемых земель возрастает по сравнению с неорошаемыми.
Таким образом, орошение земель является очень важным мероприятием, позволяющим решать не только экономические, но и экологические проблемы. Однако это возможно только при создании технически совершенных оросительных систем и применения прогрессивной техники полива.
Ко всему этому следует добавить, что для сохранения устойчивости агроценозов предельный объем отчуждения биомассы с урожаем не должен превышать 20-30% от общего объема производимой биомассы. Это означает необходимость использования побочной продукции (солома, ботва) для восполнения запасов биомассы почвы. При отчуждении от 30 до 70 % биомассы с урожаем агроценозы становятся неустойчивыми, а при отчуждении больше 70% биомассы — начинается процесс опустынивания.
Экологическая устойчивость (Кс) является очень важной характеристикой агроландшафтов, хотя ее напрямую и нельзя использовать в расчетах эколого-экономической эффективности проектов природообустройства. Однако этот недостаток легко устраняется, если учесть связь между (Кс) и стабильностью сельскохозяйственного производства по годам. Используя имеющиеся данные, можно в первом приближении предложить зависимость
где 
— показатель, характеризующий стабильность сельскохозяйственного производства по времени;
———— Бmax, Бmin — максимальный и минимальный объем сельскохозяйственной продукции, млн. т/год;
———— Кс — коэффициент экологической устойчивости агроландшафта.
Таким образом, (Кс) приобретает вполне определенный экономический смысл. Снижение Кс влечет за собой значительные затраты на создание инфраструктуры с хранением и переработкой сельскохозяйственной продукции.
Источник статьи: http://infopedia.su/2×5381.html