Антропогенная динамика ландшафта
Последовательная закономерная смена стадий в процессе зарождения и формирования природной геосистемы и называется сукцессией ландшафта.
Если геосистема нарушена чем-то и стремится к равновесию, то в этом случае говорят о восстановительной сукцессии.
3. История и направления антропогенизации ландшафтной сферы Земли
Многолетние исследования современных ландшафтов привели к выводу, что природно-антропогенные ландшафты - это исторические образования. Многие из них пережили и продолжают переживать ныне длительную эволюцию, причем не только природную, но и хозяйственную. В их структуре сосредоточены элементы былых эпох хозяйственного использования. Можно наметить основные этапы эволюции ландшафтной оболочки Земли.
1. Добиосферный (абитический) - весь криптозой.
2. Биосферный этап - фанерозой. Он характеризуется развитием биоты, трансформацией атмосферного воздуха под ее воздействием, а также всех природных вод, литогенной основы ландшафтов.
3. Формирование почвенного покрова. В самом конце биосферного этапа устанавливается появление человека умелого.
4. Антропогенный этап начался 40 тысяч лет назад, с появлением Ноmо sapiens (человека разумного). Он стал активно пользоваться огнем, орудиями труда, заниматься охотой. При этом сильно сократилось количество многих млекопитающих, что в итоге привело к наступлению экологического кризиса мезолита. Выходом из этого кризиса был переход от присваивающего способа потребления к производящему, что в ранней истории человечества обозначается как неолитическая революция. Зародилось земледелие и животноводство.
5. Техносферный этап датируется серединой XIX - концом XX столетия. В начале XXI века отчетливо обозначен переход к постиндустриальному обществу.
6. Ноосферный этап лишь начинается. Ноосфера, в понимании В.И. Вернадского, - это такое возможное в будущем состояние ландшафтной сферы, когда ее функционирование и развитие целенаправленно регулируется Разумом человечества для сохранения человеческой цивилизации. Концепция устойчивого развития была рассмотрена и принята на одном из последних географических конгрессов в Рио-де-Жанейро в 1992 г. Суть концепции - в разумном сотворчестве человека и природы с целью создания системы культурных ландшафтов как структурных важнейших элементов ноосферы. Путем построения ноосферы, таким образом, и является упомянутая концепция устойчивого развитии. В постиндустриальном мировом сообществе приоритеты должны быть отданы уже не технике, а экологии, в том числе ландшафтной.
Антропогенизация ландшафтной сферы Земли происходит не только в результате целенаправленной хозяйственной деятельности, но и в результате возможных, дестабилизирующих природную среду процессов - так называемых цепных реакций.
Перечислим виды антропогенного воздействия, рассматриваемые ныне в качестве основных практически для всей земной суши:
- ускоренная эрозия почв и антропогенная денудация;
- обеслесение суши;
- антропогенное опустынивание;
- антропогенная евтрофикация (загрязнение) природной среды;
- урбанизация Земли;
- создание парникового эффекта;
- металлизация ландшафтной сферы;
-нарушение естественных биохимических круговоротов веществ и энергии в природно-антропогенных ландшафтах;
-антропогенное изменение информативности ландшафтов вследствие их унификации.
Рассмотрим подробнее один из видов антропогенного воздействия - механизм и масштабность металлизации ландшафтной сферы. В качестве примера использованы данные о трансформации вод в промышленном ландшафте - характерный пример нарушения биогеохимических круговоротов веществ и энергии в природно-антропогенных ландшафтах.
А.И. Перельман один из первых обосновал понятие о горнопромышленных ландшафтах, полностью увязав их образование, в рамках исторической геохимии ландшафтов, с техногенезом. Если, по его данным (1975, 1989), проследить этапы исторической геохимии, то техногенез, несомненно, - самый молодой по времени возникновения. И хотя, по некоторым сведениям, начало эпохи техногенеза отстоит от наших дней на 8000 лет, его очевидное, притом глобальное развитие особенно активно и мощно проявлено ныне.
Современный горнопромышленный Урал может считаться эталонной областью образования и развития горнопромышленных ландшафтов, с продолжительностью их формирования примерно 300 лет;
наиболее активно в последние 70 - 80 лет - советская и постсоветская эпохи. В горнопромышленных ландшафтах прежде всего ощутимы изменения гидрогеологического режима (особенно в областях многолетнего водоотлива и формирования депрессионных зон при разработке и осушении месторождений, в большинстве случаев уже достигших границ соответствующих областей фильтрации), во многих случаях произошло заболачивание, изменились условия водоснабжения в связи со сменой уровней подземных вод и т.д.
Естественно, что глубокая трансформация оказалась неизбежной для геохимической и гидрогеохимической обстановки, притом, что последняя является особенно чутким, контрастным и достоверным индикатором таких изменений. На Урале, гумидной области с полноводными реками и множеством озер, есть много примеров сильного угнетения и даже полного уничтожения растительности в районах действующих или уже прекративших хозяйственное функционирование рудников, шахт, разрезов, металлургических предприятий. В ряде случаев сформировались характерные для этих условий сернокислые горнопромышленные техногенные ландшафты, на многих участках которых уже выявлены своеобразные техногенные залежи минерального сырья, в том числе и такие, которые можно отнести и к категории техногенных гидроминеральных ресурсов.
Наиболее типичными чертами гидрогеохимии этих ландшафтов, сформировавшимися в преимущественно сернокислых условиях, являются: сильнокислые (рН 1,7-3) рудничные воды (до 98 - 99 эквивалентных % SO42-), свободная серная кислота, малая, почти незаметная концентрация Сl (в целом малохлоридные системы), высокие содержания Fе3+ как главной среди форм Fе и продуктов его окисления, высокие концентрации Zn, Си, А1, Мn, Со, Сd и заметные, часто высокие концентрации (до 0,01; 0,1 и даже и мг/дм3) ультрамалых (Hf и W и др.) и редкоземельных (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho, Tm, Yb и др.) элементов, формирование многих систем с Н2S (табл. 1).
Конкретная картина необратимой гидрогеохимической трансформации горнопромышленных ландшафтов наиболее ощутима в пределах сернокислых полей при длительной разработке медноколчеданных залежей, отчасти в ландшафтах также глубоко трансформированных и длительно отрабатывавшихся (ныне уже не эксплуатируемых) сильносульфидизированных угольных полей (Кизеловский бассейн).
Таблица 1. Ассоциации элементов в водах горнопромышленных ландшафтов меднорудных месторождений
Накопление элементов |
Водосбросы месторождений | |||||
Учалинского |
Ганского |
Дегтярского |
Ломовского |
Лёвихи |
Красногвардейского | |
> 100 000 |
Zn, Сu, Cd |
Си,Zn, Сd, Со |
- |
- |
- |
Сu |
100 000-10 000 |
Fе, Zn Cо, Мn |
Со, Sс, Zn, Cd |
Сu, Zn |
Сu |
Сu, Zn |
Сu |
10 000-1 000 |
Мn, Со, Рb. Sb |
Мn, Ni, Y |
Fе, Zn |
Сu, Zn, Cd, Yb |
Сu, Zn, Cd, Fe |
Сu, Zn, Fе, Со, As |
1 000-100 |
Рb, Ni |
Рb, Rb |
Fе |
Ni, Со, Fe, Mn, Al, Pb, Y, Yb |
Ni, Co, Al, Pb, Zn, Sn, Yb |
Zn, Cd, Mn, Fe |
100- 10 |
Li, As |
Rb |
Сu |
Pb, As, Ti |
Mn, Sc, Yb |
Pb, Ni, As, Rb |
10-1 |
- |
Sb, Li |
Fe, Cu |
Sn |
Pb, Al, As |
Al, Sr, Ti, As, Li |
Sr, Cs |
As, Sr, Cs |
Sr, Li, Rb, Cs |
Sr, Li, Rb, Cs |
Сs |