Функционирование природно антропогенных систем

Антропогенные изменения природных систем

Под воздействием человека происходит изменение состава, состояния, структуры, хода естественных процессов и функций Природных систем. Начальное воздействие на тот или иной компо­нент природы по цепи вертикальных связей передается на другие компоненты, а по каналам горизонтальных связей — на другие гео-и экосистемы. Анализ «цепных» реакций позволяет выявить направ­ление, глубину, скорости и пространственные масштабы перестрой­ки, происходящей в природных системах в результате вмешатель­ства человека.

По данным наблюдений, наиболее существенные изменения, связанные с антропогенным воздействием на геосистемы, отме­чаются в перемещении литогенного материала, местном влагообороте, биологическом и геохимическом круговоротах, в тепло­вом балансе (А.Г.Исаченко, 1980).

Воздействие человека на природные си­стемы ведет к изменению свойств их компонентов и привнесе­нию в ландшафты новых элементов техногенно-антропогенного происхождения. А. Г. Исаченко (1980) отмечает, что новые эле­менты могут быть представлены:

а) искусственными образовани­ями, ранее не существовавшими в природе (здания, дороги, тру­бопроводы и др.);

б) естественными объектами, перенесенными из одного ландшафта в другой (виды и сообщества растений и др.);

в) смешанными образованиями, которые созданы при по­мощи технических средств из природных компонентов (водохра­нилища, каналы и др.). В результате этих изменений в составе ландшафтов появляются новые подсистемы — антропогенные со­ставляющие, и ландшафты из природных переходят в категорию природно-антропогенных.

Природно-антропогенными называют территориальные гео- и экосистемы, которые характеризуются тесным взаимодействием природной и антропогенной составляющих и выполняют опреде­ленные социально-экономические функции (Л. И. Мухина, 1995). Под данное определение попадают природно-технические геоси­стемы, в которых тесно взаимодействуют природные и технические компоненты. К природно-антропогенным можно отнести гео-системы, формирующиеся в процессе взаимодействия природы с разного рода промышленными объектами, коммуникациями, сель­скохозяйственным производством, а также системы, возникающие при непосредственном взаимодействии человека с природой в процессе рекреационной деятельности. В настоящее время к таким образованиям относится большинство современных ландшафтов, поэтому именно природно-антропогенные геосистемы выступа­ют в качестве главных объектов природопользования.

В состав природно-антропогенных геосистем входят две основ­ные подсистемы (составляющие): природная и антропогенная (со­циально хозяйственная). Подсистемы включают компоненты и элементы (как части компонентов). В природную подсистему вхо­дят: атмосферный воздух, воды, минеральное твердое вещество, биота, почва; в антропогенную (социально-хозяйственную) подсистему — население, техника и технология. Подсистемы, ком­поненты и элементы внутри систем тесно связаны между собой. Антропогенная составляющая связана с природной почти исклю­чительно через технику и технологию.

Любые природно-антропогенные геосистемы формируются под влиянием двух групп факторов — природной и антропогенной. В разных типах геосистем характер и уровень взаимодействия при­роды и техники неодинаковы. Так, например, промышленные, транспортные, гидротехнические комплексы функционируют глав­ным образом за счет техногенной составляющей. В результате на первый план выступает их техническая сущность, а природная подсистема как бы остается в тени. Другие комплексы — сельско­хозяйственные, лесохозяйственные, рекреационные функциони­руют в основном за счет своей природной составляющей, а пото­му их природная сущность выступает на первый план, а техноген­ная остается в тени.

В группе комплексов с преобладанием технической составля­ющей выделяют класс управляемых природно-антропогенных си­стем — природно-технические (геотехнические) системы. Эти си­стемы рассматриваются как образования, у которых природные (искусственно созданные и естественные, измененные в процес­се действия техники) и технические части настолько взаимосвя­заны, что функционируют как единое целое (К. Н.Дьяконов, 1978). В состав геотехнической системы входят две подсистемы (природ­ная и техническая) и блок управления. В качестве геотехнических систем можно рассматривать водохранилища, кана­лы, мелиоративные объекты, нефтедобывающие комплексы и другие подобные образования вместе с зонами их влияния на ок­ружающую природную среду.

На базе учения о природно-антропогенных геосистемах в на­стоящее время формируется представление о современных ланд­шафтах. Согласно Э. П. Романовой (1997) и др., современный ланд­шафт включает три взаимодействующих подсистемы: природную, хозяйственную (антропогенную) и информационную.

Природная подсистема состоит из природных компонентов и комплексов бо­лее низкого ранга. Она обладает природно-ресурсным потенциа­лом и выполняет ресурсопроизводящую и средоформирующую функции.

Хозяйственная подсистема включает материальные объек­ты расселения и жизнедеятельности общества, которые служат источниками антропогенного воздействия на природную подсис­тему, определяют характер и интенсивность этих воздействий, обусловливают возникающие в природе экологические последствия.

Информационная подсистема также включает несколько блоков, из которых важнейшим является блок принятия решения и уп­равления. Именно от качества этого блока зависят степень рацио­нальности хозяйственного освоения природы и возможность ее устойчивого функционирования и дальнейшего развития.

Управление системой сводится к регулированию потоков ве­щества, энергии и информации для поддержания высокой степе­ни сбалансированности прямых и обратных связей между ее со­ставляющими и выполнения заданных обществом социально-эко­номических функций.

В состав геоэкосистем входят следующие подсистемы (глав­ные структурные составляющие):

а) природная среда, относи­тельно слабо нарушенная человеком;

б) природа, существенно ‘измененная хозяйственной деятельностью людей; в) антропо­генно-техногенная составляющая;

г) население и социальная сре­да.

Геоэкосистемы сильно различаются по величине территории и акватории, рангу пространственных единиц исследования и мас­штабам возможных экологических проблем (ситуаций). В связи с этим целесообразно разделение геоэкосистем на несколько иерар­хических уровней. Опыт ландшафтно-экологических и хозяйствен­но-экологических исследований (А. Г. Исаченко, 2001; Г. И. Швебс, 1987; Б.И.Кочуров, 1999 и др.) позволяет выделить следующие уровни:

• глобальный (охватывает биосферу в целом);
• межрегио­нальный (например, зонально-секторальные физико-географиче­ские регионы);
• макрорегиональный (экономические районы, бассейны крупных рек и озер);
• мезорегиональный (администра­тивные области и республики);
• низовой региональный (физико-географические и административные районы);
• локальный (груп­пы урочищ, городские геоэкосистемы, водохранилища и др.);
• эле­ментарный (орошаемые поля, крупные промышленные предприятия и др.).

Взаимодействие различных антропогенных и природных фак­торов привело к формированию разных типов природно-антропогенных геосистем и экосистем, что вызвало необходимость их систематизации. К настоящему времени создано несколько клас­сификаций природно-антропогенных геосистем, среди которых выделяется классификация, построенная по ряду параллельных признаков (Охрана. 1982):

а) соотношению целенаправленных и нецеленаправленных изменений геосистем (преднамеренно и непреднамеренно измененные);

б) выполняемой социально-эко­номической функции (сельскохозяйственные, лесохозяйственные, промышленные, городские, рекреационные, заповедные, средозащитные);

в) степени изменения по сравнению с исходным состоянием (слабо измененные, измененные, сильно изменен­ные);

г) последствиям изменения (культурные, акультурные);

д) соотношению процессов саморегулирования и управления (геосистемы с преобладанием процессов саморегулирования, гео­системы с преобладанием управляющего воздействия со сторо­ны человека).

В последние годы используются классификации природно-ан­тропогенных комплексов, построенные в форме корреляционной таблицы.

Типы комплексов выделены в ней по со­четанию двух признаков: факторов воздействия (видов природо­пользования) и степени антропогенного изменения геосистем. В графах таблицы даются названия типов природно-антропоген­ных комплексов по выполняемой ими социально-экономической функции. В данной классификации критерием перехода геосистем в «чисто» антропогенную категорию выступает коренное наруше­ние литогенной основы, а соответственно и разрушение вторич­ных компонентов природы (почв и растительного покрова). Такую точку зрения разделяют не все исследователи, поэтому разногла­сия служат одной из причин отсутствия общепринятой классифи­кации природно-антропогенных ландшафтов.

Интенсивное, а во многих случаях и чрезмерное использование природных ресурсов приводит к уменьшению запасов и ухудшению качества полезных ископаемых, подземных вод и биоты, к сокращению земельного фонда и снижению плодородия почв, к снижению доли полезных продуктов в используемых ресурсах и уменьшению видового состава растений и животных.

Большой вред природным ресурсам наносят различного рода загрязнения, привносимые в окружающую среду.

Источник

14.17 Природно-антропогенные системы. Техносфера. Антропогенный и технологический обмен веществ между производственной и природной сферами.

Основные преобразования природной среды произошли в ХХ веке, когда человек стал воздействовать на нее всей созданной индустриальной мощью. Поскольку практически вся ГО сделалась средой обитания человека, она сильно преобразована и продолжает преобразовываться под влиянием его хозяйственной деятельности. Особенно отчетливо ощущаем это мы, жители Северного Казахстана. Природные условия нашего региона способствовали тому, что его территория оказалась почти вся освоенной сельскохозяйственным производством. Из 98 тыс. кв. км 86% — сельхозугодия, из которых 50% — пашня. И только 14 % занято лесами, реками и озерами, дорогами, постройками и т.д. Естественных ландшафтов практически не сохранилось, которые обычно бывают убежищами флоры и фауны. Таким образом, мы вправе сказать, что СКО – это территория где преобладают рукотворные (антропогенные) ландшафты. Более того, можно уже говорить о том, что лесостепной и степной природным зонам грозит полное исчезновение по причине почти сплошной сельскохозяйственной освоенности.

Из 149 млн. га суши около 28 % (4060 млн. га) занято лесом, 17 % (2600 млн. га) – лугами и пастбищами, 10 %(1450 млн. га)- обрабатываемые земли (пашня), и остальные 45 % — пустыни и полупустыни, ледники, вечные снега, селения, промышленные предприятия, и др. Таким образом, 55% суши практически освоено, которые в настоящее время представлены ландшафтами в той или иной степени преобразованные человеком. На 20% суши естественные ландшафты изменены коренным образом: на этой площади создана мощная инфраструктура (города и др. поселения, транспортные коммуникации, карьеры, шахты, рудники и т.д.).

Созданные людьми ландшафты называются природно-антропогенными, антропогенными, техногенными, или искусственными. Сочетание естественных и искусственных ландшафтов называют современными ландшафтами.

Глубина изменений, вносимых людьми в природу, может быть разделена на две группы: а) нарушение связей, при которых люди воздействуют на один-два компонента; б) разрушение связей, при которых испытывают воздействие все компоненты ландшафта; при этом появляются другие связи, меняется структура. По степени изменений, вносимых человеком, все ландшафты можно разделить на 6 групп (Исаченко, 1965):

1. неизмененные – ледники, нетронутые участки экстрааридных тропических пустынь, заповедники;
2. слабо измененные – естественные луга и пастбища, водоемы, правильно эксплуатируемые леса;
3. нарушенные нерациональным использованием – вторичные обедненные леса, маквис, кустарники;
4. сильно нарушенные и превращенные в бедленд – эродированные, вторично засоленные, вторично заболоченные, развеваемые пески, антропогенный карст, горные выработки;
5. преобразованные, или культурные, — поля, сады, плантации орошаемые и обводняемые, лесонасаждения и парки;
6. искусственные – города и села, дороги и другие коммуникации, плотины и водохранилища, горные разработки.

Источник