Основные типы воздействий на природную среду

Воздействия человека на природную среду подразделяются на преднамеренные и непреднамеренные, прямые и косвенные. Преднамеренное воздействие происходит в процессе матери­ального производства с целью удовлетворения определенных потребностей общества. Оно связано с расходованием того или иного природного ресурса: топлива для производства энергии, железной руды для выплавки железа, стали, производства про­ката и т. д. К преднамеренным воздействиям относится строи­тельство гидроэлектростанций для нужд энергетики и ороше­ния, вырубка леса для деревообрабатывающей промышленно­сти или с целью расширения земледельческих площадей и т. д. Такие воздействия являются объектом экономики: они плани­руются, финансируются, контролируются, нормируются и т. д. Непреднамеренное воздействие проявляется как побочный эффект преднамеренного. Так, при производстве энергии выде­ляются сажа, газы — диоксид углерода, сернистый ангидрид, водяной пар. Строительство ГЭС сопряжено с образованием искусственного водоема, который влияет на окружающую среду через гидрометеорологические факторы: повышается уровень грунтовых вод, что обусловливает подтопление, меняется гид­рологический режим реки и т. д. (Рис. 7.3). В настоящее время, в связи с обострением экологических проблем и законода­тельными ограничениями, наблюдается стремление минимизи­ровать непреднамеренные воздействия или хотя бы учитывать возможность их возникновения заранее. Однако такие попытки часто оказываются малоуспешными из-за недостаточного зна­ния механизмов автоматического регулирования и управления, существующих в природе. Изучение побочных, т. е. непредна­меренных, воздействий — одна из важных задач географии, в частности географического прогнозирования. Как преднамеренные, так и непреднамеренные воздействия мо­гут быть прямыми и косвенными. Прямые воздействия имеют место в случае непосредственного воздействия хозяйственной деятельности, хозяйственного механизма на среду. Например, полив сельскохозяйственных растений непосредственно воз­действует на почву, увлажняя ее. Но наряду с увлажнением почвы увлажняется и охлаждается воздух, следовательно, ме­няются условия жизни и процессы жизнедеятельности расте­ний. Эти изменения происходят опосредованно, через цепочки взаимосвязанных воздействий, и называются косвенными. Преднамеренные и непреднамеренные, прямые и косвенные воздействия взаимно сочетаются, образуя следующие типы комбинированных воздействий:

- преднамеренные прямые воздействия. Это большая часть воздействий хозяйственной деятельности, планируемых, проек­тируемых и осуществляемых отраслями народного хозяйства;

- непреднамеренные прямые воздействия. Возникают по­бочно с первым типом воздействий. Например, чтобы добывать руду открытым способом, необходимо обеспе­чить понижение уровня подземных вод вокруг карьера, иначе вода зальет его. Откачка вод и сброс их в водо­емы меняют режим водоемов. Если воды токсичны, то это приводит к угнетению и гибели гидробионтов. Воз­действие прямое, но непреднамеренное;

- преднамеренные косвенные воздействия. Это средство достижения определенных народнохозяйственных результа­тов путем опосредованного воздействия. Так, выбор предше-

ственников сельскохозяйственных культур в севообороте — косвенное воздействие на урожайность этих культур, равно­ценное (в определенной мере) непосредственному воздейст­вию на растения с помощью, например, удобрений, В мас­штабах географической оболочки преднамеренные косвен­ные воздействия — наиболее реальная возможность оптими­зации среды.

Рис. 7.3. Различные типы воздействий на природную систему в результате сооружения гидроузла, 1 — цветение воды; 2 — повышение уровня грунтовых вод (глубина, м); 3 — забола­чивание; 4 — зарастание; 1 — ускоренная эрозия в русле реки; 6 — заиление водоема. Изменения; А, Г — режима стока, наруше­ние миграции рыб; Б — микроклимата; В — почвенно-растительных ассоциаций; Д — микрорельефа.

- непреднамеренные косвенные воздействия. Возникают в связи с нарушением природных равновесий в процессе любых других воздействий. Общеизвестный пример — влияние запы­ленности атмосферы (аэрозолей) на количественный и качест­венный состав солнечной радиации.

Необходимо отметить, что описанные воздействия не встречаются «в чистом виде»: одно сопровождается другим. Но понимание их различий необходимо. В частности, в процессе прогнозирования эти воздействия учитываются по-разному. Воздействия человека на природу (как прямые, так и косвенные) во многих случаях приводят к значительной перестройке при­родных процессов, ухудшению экологических условий, снижению качества природных ресурсов. В связи с этим важно иметь чет­кое представление о пространственно-временных масштабах распространения разных типов воздействий. Преднамеренные воздействия охватывают самые различные пространства — от точки (заводская труба, выброс сточных вод) до больших площадей (распашка полей, орошение, осушение и т. п.). По временному масштабу можно говорить о воздействиях однократных (разовых), периодических, постоянных динамичес­ких (ежегодная распашка), постоянных стационарных (город).

Охватывая вполне определенные территории, воздействия вызывают систему цепных реакций, вереницу последствий, раз­ворачивающихся со временем на значительно больших террито­риях по сравнению с площадью первоначального воздействия. Некоторые цепные процессы усиливаются до внушительных размеров. Так, мексиканский ученый X. Виво-Эското описывает несколько ситуаций, возникших в 70-е годы вследствие воздей­ствий в США на метеорологические процессы. В одной из них ураган «Камилла» в результате внесения йодистого серебра усилился и повернул на сушу (в штаты Миссисипи и Луизиана), где причинил значительный материальный ущерб и вызвал ги­бель 234 человек.

Ученые России, США, Германии на основе теоретических расчетов, изучив механизмы саморегулирования в пределах земной поверхности, установили следующую систему связей, возникающую при ядерном конфликте. Ядерные взрывы вызы­вают большие пожары. Над пожарищем создается мощный вихрь, подобный тропическому циклону, который, во-первых, способствует самоусилению пожара, во-вторых, забрасывает часть продуктов сгорания в атмосферу. Возникает система по­ложительных обратных связей, усиливающих процесс горения, вертикальной циркуляции воздуха и обусловливающих горизон­тальный вихревой подток воздуха ураганной силы к пожарищу. Эффект лавинообразного усиления процесса приводит к возго­ранию малогорючих веществ. Подсчеты показывают, что в ре­зультате в атмосфере образуется слой сажи, практически не­проницаемый для солнечных лучей. Если вихрь окажется мощ­ным, то часть сажи поступит в стратосферу, где будет находить­ся продолжительное вреш. Примерно через месяц атмосфер­ный аэрозоль распространится над целым континентом, через 3­6 месяцев — над всем земным шаром. Это уменьшит поступле­ние солнечной радиации в 100 раз, что приведет к быстрому по­нижению температуры на суше на несколько десятков градусов (с большими территориальными различиями), которое сохра­нится в течение нескольких месяцев.

Распространение первоначально ограниченного по площади техногенного воздействия на большие территории характерно и во многих других случаях. В частности, мелиоративные воздей­ствия на природную среду преобразуют и функционально со­пряженные с объектом мелиорации геосистемы.

Антропогенные воздействия распространяются в простран­стве в двух основных формах — диффузии (когда происходит резкое уменьшение концентрации воздействия на единицу пло­щади) и концентрации последствий воздействий. Вторая форма наблюдается, например, при внесении удобрений на поля и ис­пользовании пестицидов, гербицидов, которые при смыве с по­лей концентрируются в русловой сети, а затем в замыкающих элементах каскадных водных систем — озерах, болотах. Выпа­дение из потока и концентрация химических элементов, взве­шенных частиц, аэрозолей и т. д. наблюдаются также на барье­рах: механических (орографических поднятиях, лесных полосах, руслах рек, тектонических разломах), геохимических (кислород­ных, восстановительных, сероводородных, щелочных, кислых, испарительных и др.), биологических (корневых системах расте­ний, листовых поверхностях растительного покрова и др.).

Изменение реакции среды на воздействие во времени также имеет несколько типов. Реакция природной среды на воздейст­вие обычно запаздывает, ибо ее системы обладают свойством инерционности. При разовом воздействии на систему (вырубка леса, выброс загрязняющего вещества в водоем, лесной пожар, наводнение и т. п.) изменение геосистемы происходит по типу одной из кривых, изображенных на рис. 7.4. Характерно, что в этом случае система возвращается в первоначальное состояние через определенное время. Правда, если воздействие было слишком сильным и превысило буферные возможности геосис­темы, то возвращения геосистемы к прежнему состоянию не произойдет. Например, через несколько десятилетий после из­вержения вулкана на участке, покрытом вулканическим мате­риалом (лавой), в условиях влажного тропического климата сно­ва сформируется тропический лес, но он не будет точной копией предыдущего. В менее благоприятных по водно-тепловому ре­жиму условиях (тайга, тундра и т. д.) восстановление ландшаф­та потребует многие сотни и даже тысячи лет. Если воздействие на природу носит постоянный характер, например плотина на реке, то система через определенное время переходит в новое состояние динамического равновесия.