Устойчивость ландшафтов

      Комментарии к записи Устойчивость ландшафтов отключены

Устойчивость ландшафтов

Устойчивость – это одно из основополагающих понятий экологии ландшафтов. Неприятность устойчивости имеет сугубо практическое происхождение. Тема устойчивости и предельно допустимых нагрузок стала актуальной в связи с потерей ландшафтами части собственных нужных для общества особенностей в следствии хозяйственной деятельности человека, т.е. с разрушением природной составляющей ландшафтов, выполняющей главную функцию регулирования.

До тех пор пока это не было столь явным, не было и попыток постановки таковой неприятности. , если когда-нибудь регулирование полностью станет функцией антропогенной составляющей, то и вопрос в данном виде прекратит быть актуальным.

В.С.Преображенский (1983), говоря о статусе неприятности устойчивости, обратил внимание на то, что она не имела независимого положения, а рассматривалась как бы попутно. Это вправду так. Изучения, проводимые под управлением В.Б.Сочавы и А.А.Крауклиса существенно расширили отечественные представления об инварианте геосистем, о серийно-динамических последовательностях элементарных геомер, т.е. «трудились» на проблему устойчивости. Второй пример: изучение влияния водохранилищ на ландшафты.

Эти изучения разрешили распознать территории, подзоны, пояса влияния, их высотные и горизонтальные границы, направления изменения геосистем, т.е. кроме этого как бы попутно рассматривалась неприятность устойчивости ландшафтов под влиянием создания водохранилищ (человеческого фактора).

Устойчивость ландшафта – это свойство геосистемы сохранять характер функционирования и свою структуру при изменяющихся условиях его среды (Охрана ландшафтов, 1982). Устойчивость возможно разглядывать в структурном и функциональном качествах. Устойчивость в нюансе вертикальной и горизонтальной структуры геосистемы отражает форму постоянства объекта, которое задается соответствующим инвариантом.

Устойчивость в нюансе функционирования отражает форму развития объекта через смены суточных, сезонных, годовых состояний, через преобразовательную и стабилизирующую динамику, в базе которой лежит отрицательная обратная сообщение (Дьяконов, 1974). Генезис раздражающих геосистему факторов (механических, химических, физических, биологических) возможно как естественным – извержение вулкана, странности солнечной активности и атмосферного увлажнения, землетрясения, так и антропогенными – деградация пастбищ от неумеренного выпаса скота, засоление земель при орошении, антропогенный термокарст.

Понятие устойчивость, заимствованное из техники, было распространено на ландшафты в начале 80-х годов. Это связано с быстро возросшим интересом к проблемам сохранения особенностей ландшафтов как ресурсовоспроизводящих совокупностей. Уже к началу 90-х годов насчитывалось более 60 определений устойчивости (Дьяконов, 1991).

Охарактеризуем коротко разные взоры на понятие устойчивости, основываясь, по большей части на литературном обзоре А.Д.Арманда (1983).

Устойчивость, как возможность сохранения данного объекта в течение некоего времени (Глазовская, 1983). Устойчивость – это свойство легко «пропускать» через совокупность загрязнители, поскольку они за время действия не успевают оказать вредного влияния на совокупность (Глазовская, 1983). Устойчивость – это свойство «глушить» внешний сигнал, многократно передавая его от одного элемента к второму; стабильность состояния во времени, инертность (Пузаченко, 1983).

Устойчивость – это свойство восстанавливать прошлое состояние по окончании возмущения (Преображенский, 1983; Пузаченко, 1983). Устойчивость – это свойство сохранять кое-какие крайне важные параметры на определенном уровне за счет гибкости вторых параметров, гомеостаз (Новосельцев, 1983). Устойчивость – это свойство сохранять производственную функцию в социально-экономической совокупности (Преображенский, 1983; Куприянова, 1983).

Устойчивость – это свойство возвращаться по окончании возмущения в исходное состояние, с которым связан гомеостаз геосистемы; возводить «уровни обороны» против шума (А.Арманд, 1983).

Итак, из приведенных определений устойчивости направляться, что она может рассматриваться в отношении отдельных природных процессов и явлений, факторов, круговоротов веществ, потоков энергии по цепям питания, причем как в связи хозяйственной деятельностью человека, так и вне ее.

Целесообразно различать устойчивость природных  и антропогенных  ландшафтов. Под устойчивостью природных и полуприродных геосистем понимается их свойство сохранять под влиянием внешних (природных и антропогенных) действий собственную структуру. Снятие антропогенной нагрузки в этом случае приведет к возврату геосистемы в фактически прошлое состояние за счет ее саморегулирования.

Устойчивостью природно-антропогенных геосистем значительно чаще именуют свойство их, испытывая внешние действия, выполнять социально-экономические функции (ресурсовоспроизводство, средовоспроизводство) в заданных пределах. Устойчивость таких совокупностей обеспечивается сочетанием саморегуляции и процессов управления.

Устойчивость геосистем оценивается методом выяснения устойчивости особенностей компонентов, и пространственных и временных качеств структуры геосистем.

Устойчивость природных геосистем по отношению к разным видам антропогенного действия, по существу, связана лишь с основными природными законами и соответственно возможно трех видов: физическая, химическая и биологическая (С.Г.Покровский, 2001).

Физическая устойчивость как база динамического равновесия определяется, в первую очередь, подводимым к геосистемам внешним потоком энергии. Постоянство колебаний его черт во времени и формирует устойчивость. Повышение амплитуды колебаний нарушает сложившееся равновесие в отдельных компонентов геосистем и внешние связи между ними.

Исходя из этого устойчивое физическое  «состояние» сохраняется не при постоянном потоке энергии, а применительно к природным геосистемам при постоянстве колебаний этого потока во времени.

Химическая устойчивость зависит от направленности, скорости и степени превращения веществ, составляющих материальный мир. Такие процессы в геосистемах смогут сопровождаться (либо не сопровождаться)  трансформациями их строения и состава. Равновесие поддерживается снова же постоянством колебаний во времени химических параметров воздуха, воды, живых организмов, земель, и постоянством и стабильностью «химического обмена» между компонентами геосистемы.

Биологическая устойчивость кроме этого свойственна геосистемам. Очень направляться выделить, что она относится не к отдельным особям, а к популяции, т.е. к совокупности особей одного вида, в течение солидного числа поколений населяющих определенное пространство. Не обращая внимания на то, что человечество с его «разумом» выделилось из биоты благодаря собственной «осознанной» деятельности и стало, в соответствии с В.И.Вернадскому, «геологической силой», значение биологической устойчивости любой геосистемы не меньше физической и химической.

Непременно, все три вида устойчивости тесно связаны между собой, но как «утрата» одной из них ведет к «утратам» остальных – вопрос сложный, и в различных географических условиях ответ на него возможно различным.

Согласно точки зрения К.Н.Дъяконова (1991) решения проблемы устойчивости возможно достигнуть методом последовательного изучения пяти довольно независимых задач. Первая из них – это сопряженный анализ пространственно-временной изменчивости показателей геосистем на «выходе» и «входе». Потому, что ландшафты– это совокупности открытые с элементами гомеостаза, то анализ пространственной и особенно временной структуры внешних (входных) сигналов получает серьёзное значение.

Все действия смогут быть охарактеризованы силой, напряженностью потока и хроноорганизацией. Пространственно-временная организация проявляется в том, что внешние факторы и связанные с ними процессы различного разной длительности и пространственного масштаба характеризуются качественным своеобразием, приводящим к существованию разнокачественных объектов. Исходя из этого так серьёзен учет характера внешнего действия.

Они смогут быть эпизодическими, носящими темперамент импульса, что в зависимости от силы способен переводить геосистему в новое состояние либо не сказываться на ее структуре и функционировании. Периодические, а значительно чаще квазипериодические влияния смогут быть обрисованы характерным временем, длиной и частотой волны.

Вторая задача решения проблемы устойчивости – анализ устойчивости круговорота взаимодействия и изменчивости вещества энергии и потоков вещества. Задача очень трудоемкая из-за необходимости проведения долгих стационарных изучений (Дьяконов, 1991).

Третья задача – определение изменчивости показателей геосистем (экосистем) по роли гетеротрофов и трофическим цепям как фактора устойчивости. Р.И.Злотин (1989) продемонстрировал, что функции гетеротрофов в качестве фактора устойчивости нужно разглядывать в четырех качествах в зависимости от: 1) масштаба времени, 2) масштаба пространства (фации либо пространственного сочетания геосистем), 3) типа геосистемы (наземной либо аквальной), 4) раздражающего фактора (природного либо антропогенного) (Дьяконов, 1991).

Гетеротрофный механизм устойчивости геосистем прежде всего определяется типом питания, которых Р.И.Злотиным выделено 24. Тип питания коррелирует уровень первичной биологической продуктивности. Первичная продукция проходит службу в наземных геосистемах главным источником энергии для гетеротрофов.

Гетеротрофы поддерживают гомеостаз биотической совокупности, т.е. свойство сохранять относительное постоянство собственной структурно-функциональной организации.

Гетеротрофы характеризуются разной специализацией в отношении исполнения функции устойчивости. К примеру, сапрофаги, снабжающие функционирование детритных цепей, собственной трофической деятельностью содействуют повышению их пропускной способности, что поддерживает устойчивость не только автотрофно-гетеротрофной биотической совокупности, но и всей элементарной геосистемы (фации), включая почвенный блок.

В эволюционном масштабе времени возрастает стабилизирующая функция биоты, на что показывал еще В.Б.Сочава. Биота преобразует процессы и абиотические компоненты в сторону, благоприятную для развития самой биотической совокупности.

Р.И.Злотин (1989) приводит хороший пример средообразующей функции гетеротрофов – роющей деятельности млекопитающих и некоторых групп беспозвоночных: «Замечательный вертикальный профиль обычных черноземов в европейской лесостепи – итог не столько глубокого проникновения корневых совокупностей растений либо иногда промывного режима, сколько постоянный многовековой роющей деятельности почвенных животных – дождевых червей и сурков (и грызунов слепышей). В территориях, расположенных южнее лесостепи, отмечается падение мощности прогумусированной толщи, что находит удовлетворительное объяснение в пониженном тут активности и обилии указанных групп землероев».

Сложность ответа третьей задачи в сравнении с двумя прошлыми содержится в необходимости учета информационных связей, проявляющихся в процессах опыления, переноса биологически активных веществ и т.д.

Подытоживая роль гетеротрофов в устойчивости ландшафтов, приходим к выводу, что нарушения структуры антропогенных геосистем сопровождается полной либо частичной потерей гетеротрофами регуляторных функций; наряду с этим они часто оказывают дестабилизирующее воздействие на организацию антропогенной геосистемы.

Четвертая задача касается обнаружения критических значений каждого из компонентов совокупности в отдельности, пространственно-временных экстремальных черт и предельно допустимых норм человеческих экстремальных влияний. Одной из наиболее проблем в этом отношении есть установление пределов химической и биогехимической совместимости техногенных и естественных потоков вещества для каждого из компонентов ландшафта, владеющих своим характерным временем, а, следовательно, собственной рекурперацией (термин А.А.Величко). Правило рекурперации гласит « геосистема тем стремительнее способна к восстановлению, чем меньшим характерным временем владеет компонента, самый ощутимо испытавшее внешнее действие» (Величко, 1989).

Наконец, пятая задача, самая сложная, — обнаружение пространственно-устойчивости ареалов и временной изменчивости геосистем, их пространственной структуры как результата функционирования. Говоря об устойчивости ландшафтов нужны две значительные оговорки: о каком ранге совокупностей идет каковы принципы и речь выделения иерархии геосистем.

Исходя из этого исследуя устойчивость совокупностей различных иерархических уровней, нужно нахождение строгого физической обусловленности геометрии геосистем (их рисунка) и т.д. Геометрический и матанализ рисунка геосистем различных рангов – это первый шаг на встречу к научному объяснению устойчивости геосистем (Дьяконов, 1991).

Одним из качеств неприятности устойчивости выступает обнаружение инерционности разных геосистем к внешним действиям. Чёртом инерционности помогает их географическая масса – М. По аналогии с хорошей механикой, массу геосистем направляться выяснить как отношение действующей из вне на совокупность силы – F и связанными с ней процессами разного масштаба, к вызываемому ею географическому ускорению – G, показывающему, в какой степени совокупность отреагировала на внешнее действие: G=F/M. В случае если равнодействующая внешних сил равна нулю (либо они постоянны), то на первый замысел выходит таковой механизм организации геосистем как саморазвитие.

Термин «надежность» не синоним термина устойчивость (Дьяконов, 1979). Надежность геосистем (приводных и природно-антропогенных) – это их свойство на конкретном этапе развития общества делать публично-социальные функции. Основные из которых – производственные, оздоровительные, эстетические, оборонительные, научные.

Устойчивость геосистем в известной мере определяет их надежность, но понятия эти принципиально разны, потому, что устойчивость понимается как природная категория, а надежность как природно-социальная. К примеру, пляжи Черноморского побережья Кавказа – это совокупности в природном отношении неустойчивы, но в целом геосистемы побережья как тип природного комплекса надежны в отношении исполнения рекреационных функций. Последовательность геосистем по своим природным особенностям возможно одновременно надежным (по производственным функциям) и не надежным по вторым.

Устойчивость не свидетельствует полной стабильности, неподвижности. Наоборот, она предполагает колебания около некоего среднего состояния, т.е. подвижное равновесие. Нужно считать, что чем шире естественный «привычный» диапазон состояний, тем меньше риск подвергнуться необратимой трансформации при аномальных внешних действиях.

К примеру, ландшафты экваториальных лесов, существующие долгое время в стабильных и узко ограниченных условиях теплообеспеченности и увлажнения, менее приспособлены к резким странностям этих условий, чем ландшафты умеренных широт. Но противостоять подобным странностям разрешают внутренние механизмы авторегулирования, свойственные разным ландшафтам. Благодаря отрицательным обратным связям эффект внешних действий «гасится» либо, по крайней мере, ослабляется.

Один из несложных случаев: уменьшение стока в бессточное озеро приводит к сокращению площади зеркала, а тем самым – испарения, и так восстанавливается водный баланс (устанавливается новое подвижное равновесие).

В авторегулировании ландшафтов громадную роль играется биота – наиболее значимый стабилизирующий фактор благодаря ее мобильности, широкой приспособляемости к абиотическим факторам, способности восстанавливаться и создавать внутреннюю среду со своеобразными режимами – световым, тепловым, водным, минеральным. Так, вышеупомянутый экваториальный лес противостоит интенсивному вымыванию элементов минерального питания из земли методом накопления их в интенсификации и биомассе внутреннего оборота элементов. (Это свойство свойственно в большей либо меньшей степени и вторым лесным сообществам).

Из этого следует, что высокая интенсивность биологического круговорота и соответственно биологическая продуктивность является одним из показателей устойчивости и существенных условий геосистем. Роль вторых компонентов в поддержании устойчивости неоднозначна и подчас противоречива. влагооборот и Климат скоро реагируют на входные действия и сами по себе очень неустойчивы, но скоро восстанавливаются.

Жёсткий фундамент – один из самые устойчивых компонентов, но при нарушения не может восстанавливаться и исходя из этого его нарушение (по большей части в следствии денудации) ведет к необратимым трансформациям в  ландшафте. Стабильность жёсткого фундамента, так, ответственная предпосылка устойчивости ландшафта, но главным стабилизирующим причиной, поддерживающим гравитационное равновесие в совокупности и мешающим денудации, помогает растительный покров. Следовательно, и с данной точки зрения направляться признать, что в механизме авторегулирования ландшафта биоте в собственности ведущая роль.

Вопрос о мере устойчивости ландшафта, по существу, мало обсуждается в научной литературе. Исходя из сообщённого, возможно в первом приближении вычислять косвенной мерой устойчивости запасы биомассы в ландшафте и ее продуктивность. Потому, что же эти показатели определяются прежде всего соотношением теплообеспеченности и увлажнения, то оптимальное соотношение этих двух факторов должно, по-видимому, рассматриваться как серьёзный критерий устойчивости.

Нужно выделить, что устойчивость всякого ландшафта, очевидно, относительная и имеет собственные пределы. Непременно ландшафт подвергнется изменении на протяжении собственного развития. Каждая совокупность устойчива при сохранении наиболее значимых параметров окружающей среды.

При сохранении определенной стабильности зональных и азональных условий, все современные ландшафты будут оставаться устойчивыми, и диапазон параметров окружающей среды, от которых зависит их устойчивость, в общем известен. Но в каждом отдельном случае порог устойчивости, т.е. критические значения каждого конкретного раздражающего фактора, предстоит узнать. В этом состоит одна из нерешенных задач современной науки.

Степень устойчивости геосистем пропорциональна их рангу. Фации наименее устойчивы к внешним действиям и наименее долговечны. Ландшафт – совокупность намного более устойчивая, о чем наглядно показывают наблюдения над его реакцией на преднамеренное и непреднамеренное вторжение человека с его хозяйственной деятельностью.

Pam Warhurst: How we can eat our landscapes


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: