Лекція 4. Проблема деградації природних компонентів

План

1. Поняття «деградація природи».

2. Типологія компонентів природи за ступенем стійкості до антропогенних чинників.

3. Наслідки деградації природних компонентів.

1. Більшість фахівців дотримуються думки, що основною проблемою виживання людства є глобальна екологічна проблема, пов'язана з деградацією навколишнього природного середовища.

Деградація природи — це процес порушення екологічної рівноваги, який спричиняється природними чи антропогенними факторами і призводить до руйнації навколишнього середовища. Упродовж багатьох років багатства надр, ресурси біосфери спожива­лись і витрачались у максимально можливих обсягах. Людство вступило у XX століття під гаслом: природа не храм, а майстерня. Такий підхід не міг не завершитися глобальною деградацією природного середовища земної кулі. Найчіткіше вона почала проступати як явище, що охопило всю пла­нету, з початку 1970-х років. Розвиток деградаційних процесів на планеті передрікався давно (І століття до н. є. — Цицерон, X ст. — Ібн Сіна (Авіценна)). Особливо численними стали застереження про деградацію природи планети у другій половині XX століття, коли окремі локальні екологічні лиха почали переростати в глобальну екологічну кризу. Понад чверть сто­ліття тому, 1972 року, Римський клуб опублікував тривожний прогноз роз­витку людської цивілізації «Межі зростання», виконаний групою фахівців під керівництвом Д. Медоуза, який передрікав небезпечну деградацію природного середовища, У другій половині XX століття чимало інших відомих учених висловлювали стурбованість із приводу зростаючої загрози людству з боку наслідків стихійного науково-технічного прогресу. Однак усі ці засте­реження отримали мало заходів у відповідь — екологічна криза природного середовища посилювалась. Сучасна екологічна криза має якісно іншу природу порівняно з усіма попередніми кризами. Це перша криза, що охопила всю планету і яка повністю спричинена не природними процесами, а діяльністю людства. Темпи зміни параметрів біосфери, породжені цією екологічною кризою, виявились у сотні й тисячі разів вищими за темпи природної еволюції. Розпочалася загальна глобальна деградація природного середовища проживання, яка проявляється у двох типах: порівняно невеликих за потужністю, але які діють упродовж тривалого часу; разових катастрофічних, які виникають у разі аварій і небезпечні не лише запотужністю, а й за раптовістю й різкістю дії. На фоні загальної деградації природного середовища створюються передумови для розвитку надзвичайних екологічних ситуацій та екологічних катастроф. Під надзвичайними екологічними ситуаціями розуміють виникнення раптових природних лих чи техногенних аварій, що супроводжуються великими економічними збитками. Тривалий стан надзвичайної екологічної ситуації спричинює виникнення екологічної катастрофи. Моделями особливо великих екологічних катастроф стали Чорнобильська, Аральська екологічна криза, війни в Ірані та Іраку. Головна небезпека для людства полягає не в окремих екологічних катастрофах, якими б трагічними не були їхні наслідки, а в поступовій деградації природного середовища під впливом, здавалося б, малопомітних результатів виробничої діяльності. Вони спричинюють такі глобальні явища, як глобальне потепління, руйнування озонового шару, кислотні дощі, забруднення всіх геосфер планети, деградацію лісів, накопичення і неконтрольоване переміщення токсичних речовин і відходів, опустелювання, ерозію ґрунтів, зменшення біологічної різноманітності. «Деградація земель» означає зниження чи втрату біологічної і економічної продуктивності і складної структури орних земель, що зволожуються дощем, зрошуваних орних земель чи пасовищ, лісів і лісистих ділянок у посушливих, напівзасушливих і сухих субгумідних районах у результаті землекористування чи дії одного чи кількох процесів, у тому числі пов'язаних з діяльністю людини і структурами розселення, таких, як: вітрова чи водна ерозія ґрунтів; погіршення фізичних, хімічних і біологічних чи економічних властивостей ґрунтів; та довготермінова втрата природного рослинного покриву.

До деградованих земель відносяться:земельні ділянки, поверхня яких порушена внаслідок землетрусу, зсувів, карстоутворення, повеней, добування корисних копалин тощо;земельні ділянки з еродованими, перезволоженими, з підвищеною кислотністю або засоленістю, забрудненими хімічними речовинами ґрунтами та інші. При всіх способах землекористування найбільшої шкоди сільському господарству завдає ерозія ґрунтів. Неправильне землекористування посилює дію еродувальних факторів. Ерозія ґрунтів відбувається на всіх континентах світу.Залежно від характеру й тривалості процесів руйнування верхніх шарів ґрунту та материнської породи розрізняють геологічну ерозію і ерозію прискорену. Остання часто посилюється в зв'язку з господарською діяльністю людини.

Геологічна ерозія ─ це природний процес, який відбувається протягом геологічних епох і завдяки якому сформувався сучасний характер земної поверхні. Головні фактори, що зумовлюють геологічну ерозію і опади, вітер, крутизна схилу, температурні коливання, фізичні властивості порід, часткове підняття земної кори і землетруси. В наших широтах ця ерозія не є небезпечною для сільського чи лісового господарства, бо швидкість процесу руйнування ґрунту дорівнює швидкості процесу ґрунтоутворення. Більш небезпечний цей вид ерозії в пустелях, де відсутній рослинний покрив, і ніщо не може перешкодити вітру, який зносить верхні шари ґрунту. Шкоди народному господарству завдає водна та вітрова ерозія. Водна ерозія буває внаслідок змивання й вимивання частин ґрунту опадами, талими та проточними водами. Вона залежить від кількості й інтенсивності опадів, рельєфу, властивостей ґрунту, рослинного покриву. Небезпека водної ерозії полягає не лише в зниженні родючості орного горизонту, а й замулюванні річок, ставків, водойм, заплавних земель. Цей вид ерозії поширений на схилах, переважно розораних, і найбільш небезпечний у гірських ландшафтах, в яких знищений лісовий покрив. Дуже небезпечна яружна ерозія. Ліквідувати її можна лише залісненням та будівництвом спеціальних гідротехнічних споруд. Значних успіхів у боротьбі з яружною ерозією досягла Ржищівська гідролісомеліоративна станція в Київській області, яка застосувала комплекс агротехнічних, гідротехнічних і лісомеліоративних заходів: захисні лісонасадження, спорудження водорегулювальних і водозатримувальних валів, донних загат. Завдяки застосуванню науково обґрунтованої системи захисних заходів вдалося припинити дальше розмивання багатьох ярів і зберегти таким чином великі площі орних земель.При річковій ерозії внаслідок швидкої течії води зноситься ґрунт з дна річок і незакріплених берегів. Щоб запобігти цьому, треба оберігати лісові насадження в прирусловій смузі, закріплювати береги за допомогою спеціальних гідротехнічних прийомів. Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод сильним вітрам, і де відсутній природний рослинний покрив, що захищає поверхневі шари ґрунту, розораного на великих площах. Локальна вітрова ерозія спостерігається і на безструктурних піщаних ґрунтах. Особливо небезпечні піски біля озер та на узбережжях морів, де часто дмуть сильні вітри. Причиною вітрової ерозії, крім несприятливих кліматичних умов, є руйнування зернистої структури ґрунту внаслідок неправильного обробітку та відсутності надійного його захисту. Надмірне випасання худоби в посушливих степах, яке призводить до знищення дернини, теж може спричинити вітрову ерозію. Залежно від швидкості вітер видуває різної величини дрібнозем (іноді діаметром до 1 мм) і переносить його на значну відстань. При інтенсивній вітровій ерозії виникають так звані чорні бурі, під час яких у повітря піднімаються мільйони тонн ґрунту. Чорні бурі катастрофічне знижують родючість ґрунту не тільки в тих місцях, де вони виникають, а й завдають шкоди сільському господарству в тих районах, де відкладаються пилові маси.

2. Своєрідність статусу проблеми стійкості в ландшафтній екології полягає в її центральному значенні одночасно в концептуально-теоретичному, прикладному та міждисциплінарно-комунікативному аспектах.

Більшість сучасних трактувань поняття стійкості зводиться до розміщення цієї властивості як такої, що реалізується у різних формах. У більшості концепцій форми стійкості визначені нечітко, дублюючи одна одну.

Категорія “стійкість” набуває конкретності, якщо задані:

- зміни, що описують геосистему і простір її станів;

- області цього простору, зміни станів у межах якого є несуттєвими;

- інтервал часу, для якого оцінюється стійкість і зовнішні фактори, до дії яких аналізується стійкість.

Якщо ці умови витримано, то появляється можливість виділити три загальні форми стійкості геосистем:

- інертність – здатність геосистеми при дії факторів не виходити із заданої області станів на протязі певного інтервалу часу;

- відновлюваність – здатність геосистеми повертатись за час до області станів після виходу з неї під впливом певного фактора;

- пластичність – наявність в геосистемі кількох областей станів в рамках інваріанта та її здатність переходити при дії факторів з однієї такої області до інших, не залишаючи при цьому інваріантної області на протязі певного часу.

Таким чином, стійкість геосистем полягає у її здатності при дії зовнішнього фактора перебувати в одній із областей етапів та повертатись до неї за рахунок інертності та відновлюваності, а також переходити завдяки пластичності з однієї області станів до інших, не виходячи при цьому за рамки інваріантних змін на протязі заданого інтервалу часу.

Детальніше зупинимось на аналізі трьох загальних форм стійкості – інертності, відновлюваності, пластичності.

Інертність – виступає найбільш “жорстка” і бажана її форма при господарському використанні геосистем.

Відновлюваність – важлива форма, що забезпечує стійкість насамперед особливості біоти та ґрунтів. Добре відновлюваною є геосистема, якщо вона здатна швидко повертатись до початкової області станів та здатна повертатись до цієї області після значного за амплітудою відхилення від неї. Ці дві форми відновлюваності, що можуть проявлятись сумісно Г. Оріанс (1975) називає еластичністю та амплітудністю.

Пластичність – досить складна форма стійкості. Вперше положення про те, що стійкість може забезпечуватись за рахунок наявності в просторі її станів кількох локально стійких областей (тобто таких, де вона високо інертна та відновлювана) подав Р. Левітан (1969).

Пластичність геосистеми багато в чому визначається ступенем зв’язку між її станами (ступенем детермінованості їх змін).

На сьогодні не існує єдиного “універсального” методу оцінки стійкості геосистем. І такий підхід є необґрунтованим і безперспективним. Як ми вже знаємо, стійкість реалізується у різних формах, а тому й показники стійкості повинні характеризувати окремі її форми та їх особливості. Розробка такого комплексу показників стійкості ґрунтується на понятті відмови геосистем. Під нею розуміють подію, що спричинила вихід геосистеми з заданої області станів Z0. Відповідно до змінної, що вийшла за межі діапазону своїх нормальних або допустимих значень, виділяються різні види відмов, наприклад

- голоморфізація геосистеми (вміст солей перевищить токсичні межі);

- гідроморфізація геосистеми (якщо рівень ґрунтових вод піднявся вище критичної глибини їх залягання);

- дегумініфікація грунту (якщо вміст гумусу стане меншим деякого встановленого значення).

Показники пластичності. Серед них показник ймовірності безвідмовного функціонування, або ймовірність інертності геосистеми. Вона може визначатись для різних видів відмов:

- ймовірність площинно-ерозійної інертності;

- ймовірність інертності сольового режиму.

Значення цих показників означають імовірність не виникнення на протязі часового інтервалу відповідно дефляційної, площинно-ерозійної, голоморфічної відмов.

Важливим при вирішенні багатьох задач аналізу стійкості геосистем є показник середнього часу функціонування геосистеми до появи відмови. За значенням цього показника виконується прогнозування часу виникнення певних змін геосистем (наприклад, очікуваний час вторинного осолонцювання ґрунтів після початку зрошення; очікуваний час забруднення ґрунтових вод після Чорнобильської аварії, тощо). Показники пасивності геосистем, можуть вважатися такі статистичні параметри як дисперсія, коефіцієнт варіації, екоцес. Чим менше їх значення, тим більш пасивними є змінні геосистеми. Вадою цих показників є те, що вони не враховують інтенсивності дії зовнішнього фактора на геосистему. Більш повна пасивність характеризує показник чутливості геосистеми який чисельно характеризує наскільки суттєво змінюється геосистема при дії на неї певного чинника. Чутливість може бути розрахована не тільки до системи в цілому, але й до її окремих компонентів (змінних), що дозволяє виділити найбільш чутливі характеристики геосистеми, та такі що лишаються пасивним до дії досліджуваного антропогенного фактору. Бар’єрність геосистеми можна оцінити по варіаційному ряду змінної (х) – чим більше її значень знаходиться в крайніх (або в одному із крайніх) інтервалах – тим більшою слід вважати бар’єрність геосистем. За орієнтований показник бар’єрності можна приймати коефіцієнт асиметрії. Показники буферності мають характеризувати величину області станів геосистеми, знаходячись в якій вона є стійкою до зовнішніх впливів. Змістовно такі показники досить близькі до параметрів ширини (об’єму) екологічної ніші і тому на основі запропонованого показника об’єму ландшафтно-екологічної ніші можна будувати ряд показників буферності геосистеми. За цими підходами можна оцінити буферність окремих компонентів геосистеми (гідро кліматичну, геолого-геоморфологічну, сольову).

Показники відновлюваності геосистеми. Головні особливості відновлюваності геосистем можна охарактеризувати за допомогою 4-х базових показників:

- імовірності відновлення геосистеми за певний проміжок часу;

- показник середнього часу відновлення після відмови;

- інтенсивності відновлення в момент часу;

- цілісності відновлення.

Ці показники близькі до відповідних базових показників інертності, що дає можливість будувати прогнозні моделі ландшафту, динаміки та еволюції. Середню швидкість відновлення геосистеми характеризує її еластичність. Показники еластичності. Пластичність геосистеми – дуже складна форма стійкості. Її точна кількісна характеристика передбачає знання усіх областей станів у рамках інваріанту геосистеми. Кількісно пластичність можна оцінити ймовірністю того, що геосистема на протязі часу буде здійснювати переходи лише між областями нормальних (допустимих) етапів у рамках одного інваріанту. Цю ймовірність називають ймовірністю пластичності геосистем.

3. Наслідки деградації природних компонентів найбільш сильно торкнулися ґрунтів та сільськогосподарського виробництва. Частка пасовищ і сіножатей за останній період суттєво не змінилася і залишається на досить низькому рівні, хоча в багатьох країнах їхня питома вага нерідко досягає 50 %. Майже не збільшуються площі полезахисних лісонасаджень, немає помітних зрушень у структурі агроландшафтів. На сьогодні в користуванні перебуває майже 1 млн га ріллі з крутизною схилу понад 5° та ще 2,1 млн га ріллі — зі схилами від 3 до 5°. Загальна площа сільськогосподарських угідь із крутизною схилів понад 3° становить 4,5 млн га, у тому числі ріллі — 3 млн га, або, відповідно, 10,7 і 9,1 % усієї площі зазначених видів угідь. Такі угіддя необхідно поступово перепрофілювати, змінивши напрям використання, або консервувати з метою природної реабілітації, переводити в бюсферно-охоронні території або включати до природозаповідного фонду. Наслідки неефективного землекористування суспільство змушене компенсувати дедалі більшими додатковими затратами матеріально-технічних і трудових ресурсів.

Рекомендована література:

Основна:

1.Заверуха Н.М.,В.В.Серебряков,Ю.А.Скиба. Основи екології. – К.: «Каравела».- 2011. –с.97-107.

2.Федоренко О.І.,Бондар О.І.,Кудін А.В.Основи екології.Підручник.-Київ: «Знання».-2006.-с.127-153.

Додаткова:

1. Гончаренко М.С., Бойчук Ю.Д. Екологія людини: Навчальний посібник / За ред.. Н.В. Кочубей. – Суми: ВТД «Універсальна книга»; К.: Видавничий дім «Княгиня Ольга», 2005.

2. Дуднікова І.І. Екологія і безпека життєдіяльності: Термінологічний словник – довідник / передм. Ю.С. Шемшученка._ К.: Вища шк.., 2005.

3. Яким Р.С. Безпека життєдіяльності людини: Навч. Посібник. – Львів: Видавництво «Бескид Біт», 2005.

Дата добавления: 2014-01-04