Тема 6. Принципы рационального использования и охраны отдельных видов природных ресурсов и ландшафтов

План

1. Рациональное использование минеральных ресурсов
2. Охрана и рациональное использование климатических ресурсов
3. Рациональное использование и охрана водных ресурсов
4. Рациональное использование и охрана биологических ресурсов
5. Рациональное использование и охрана земельных ресурсов
6. Принципы рационального использования ландшафтов как целостных образований
7. Рациональное использование природно-антропогенных ландшафтов

1. Рациональное использование минеральных ресурсов.

Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлеченные из недр Земли. Полезные ископаемые — это природные вещественные составляющие литосферы, которые при данном состоянии развития техники и технологии могут быть достаточно экономно извлечены и использованы в народном хозяйстве как минеральное сырье или источники энергии.

Современное хозяйство использует около 200 видов полезных ископаемых. Единой общепризнанной системы их классификации пока не создано. Широко применяют классификацию полезных ископаемых, построенную по признаку направления их использования. Выделяют:

· топливно-энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, уран),

· черные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.),

· цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца, цинка, ртути и др.),

· благородные металлы (золото, серебро, платиноиды),

· химическое и агрономическое сырье (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.),

· техническое сырье (алмазы, асбест, графит и др.),

· флюсы и огнеупоры, строительные материалы.

Потребности производства в полезных ископаемых и их добыча постоянно возрастают. Особенно интенсивный рост добычи наблюдался во второй половине XX в. Только с 1955 по 1985 г. мировая добыча бокситов увеличилась в 11 раз, молибдена — почти в 7 раз, железной и хромовой руд — в 3,5 раза и т.д. Но запасы минерального сырья и топлива, находящихся в недрах Земли, не безграничны, полезные ископаемые относятся к исчерпаемым и практически невозобновимым ресурсам. В результате происходит количественное и качественное истощение добываемого сырья, увеличивается отходность горно-промышленного производства. Согласно прогнозу на начало 2000 г., запасов каменного угля, железной, марганцевой и хромовой руд, фосфорного сырья должно хватить в мире еще на 100 — 300 лет, но запасов полиметаллических руд, содержащих никель, кобальт, вольфрам, молибден, медь, свинец, цинк, олово, останется только на 30 — 60 лет и менее (Е.И.Панфилов, 1990).

Следует отметить, что качество разведуемых и осваиваемых месторождений полезных ископаемых имеет тенденцию к устойчивому ухудшению: растет зольность углей, снижается концентрация металлов в рудной массе, увеличивается доля труднообогатимых и перерабатываемых минеральных удобрений. Так, в США содержание меди в рудах уменьшилось с 2,5 — 3,0% в начале XX в. до 0,8% к концу 70-х годов. Только за последние 30 лет в районах, богатых полиметаллическими рудами (Австралия, Канада, США, Мексика), среднее содержание свинца и цинка снизилось в 2,0 — 2,5 раза. В России за этот же период содержание железа в сырой руде уменьшилось с 50 до 35 % (Е. И. Панфилов, 1990).

Добыча полезных ископаемых часто сопровождается большими потерями сырья и существенным отрицательным воздействием горных разработок на окружающую природную среду (загрязнение атмосферы, поверхностных вод и почв, отчуждение земель с нарушением почвенного покрова и биоты, истощение запасов подземных вод в результате искусственного дренажа, развитие ветровой и водной эрозии на отвалах и др.).

Значительный ущерб ландшафтам наносит бесхозяйственное отношение к извлечению строительных материалов, когда в карьерах остается до 30 % добываемого сырья. Недостаточно используются отходы, которые образуются в процессе горно-промышленного производства.

Решение проблемы рационального использования минеральных ресурсов особенно актуально и возможно на основе комплекса следующих подходов: а) создание новых высокоэффективных способов геологической разведки полезных ископаемых, ресурсосберегающих методов добычи и переработки минерального сырья; б) комплексный подход к изучению недр, добыче и переработке полезных ископаемых, внедрение прогрессивных технологий, позволяющих как можно шире использовать извлекаемые компоненты; в) сокращение потерь первичного сырья и промежуточных продуктов производства на всех этапах освоения и использования запасов недр, особенно на стадиях обогащения и переработки сырья; г) создание новых веществ, в частности путем органического синтеза минеральных соединений и др.

Важное ландшафтно-экологическое требование к рациональному использованию и охране недр и геологической среды - максимальная экологизация проектирования, строительства и эксплуатации горно-добывающих и перерабатывающих предприятий, а также проектов различных видов строительных работ. В проектах необходимо учитывать влияние техногенных нагрузок на природную среду, которые вызывают негативные изменения в окружающих ландшафтах. Для поддержания оптимальной структуры измененных ландшафтов необходимо отсыпать отвалы на неудобных землях, рекультивировать заброшенные карьеры, применять способы разработки полезных ископаемых, минимально загрязняющие атмосферный воздух, воды и почвы прилегающих ландшафтов.

2. Охрана и рациональное использование климатических ресурсов. Рациональная организация производства (и прежде всего сельского хозяйства) невозможна без должного учета климатических ресурсов. К этим ресурсам относят такие элементы климата, как тепло, влага, свет, воздух, которые наряду с поставляемыми из почвы питательными веществами представляют собой обязательные условия жизни растений и животных и поэтому рассматриваются как факторы существования живых организмов.

Структура солнечной радиации, количество света и влаги в определенной степени зависят от состояния воздуха. Как известно, воздух представляет собой смесь газов, в состав которых входят такие важные для жизнедеятельности организмов газы, как кислород, азот и диоксид углерода. Некоторые из них — ценные ресурсы для промышленного производства (например, атмосферный азот вместе с водородом используют для синтеза аммиака). Один из важнейших компонентов атмосферного воздуха — озон (Оз). Озоновый слой поглощает до 95 % ультрафиолетовых лучей, что предохраняет живые организмы от их губительного влияния. Одновременно он задерживает 20 % инфракрасного излучения Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала. Основная масса озона располагается на высоте 20 —24 км. Озоновый слой часто называют «озоновым экраном».

Хозяйственная деятельность человека воздействует на все составляющие климатических ресурсов, однако самое значительное влияние она оказывает на состав воздуха, загрязняя атмосферу. В результате работы промышленных предприятий, теплоэлектростанций, транспорта в воздух выбрасывается большое количество оксида углерода, диоксида серы, оксидов азота, углеводородов, бензпирена, тяжелых металлов, пыли, различных по составу аэрозолей и др. Особое место среди загрязнителей занимает диоксид углерода. Его концентрация в атмосфере непрерывно возрастает, что связано в первую очередь с увеличением производства и потребления энергии. С начала XX в. содержание диоксида углерода в атмосферном воздухе возросло на 20 -25 %, а за последние 10 лет - на 10—13 %.

По мнению многих климатологов и экологов, если не удастся уменьшить его выброс в атмосферу, нашу планету ожидает катастрофа, связанная с так называемым парниковым эффектом. Сущность этого эффекта состоит в том, что отражающиеся от поверхности Земли инфракрасные лучи задерживаются атмосферным воздухом с повышенным содержанием диоксида углерода и метана, что увеличивает температуру, а следовательно, изменяет климат. В Северном полушарии за последние 20 лет среднегодовая температура воздуха по сравнению с периодом 1950—1980 гг. уже повысилась на 0,4 °С. В первой половине XXI в. ожидается дальнейшее повышение температуры.

Изменение климатических условий, связанное с антропогенным загрязнением атмосферы, может выражаться: а) в непосредственном воздействии на состояние атмосферы в виде повышения или понижения температуры и влажности воздуха, изменении количества осадков, выпадающих в разных районах земного шара; б) в изменении физических и химических свойств атмосферы, ее радиационных и электрических характеристик, а также состава тропосферы (повышение или понижение концентрации газов, накопление новых газов, пыли, аэрозолей); в) в нарушении озонового слоя под действием фреонов (хлорфторуглеродов) и оксидов азота (подсчитано, что, если выброс фреонов в атмосферу будет продолжаться на уровне 1975 г., уменьшение содержания озона через 50 лет может составить 5 — 8 %, а через 100 лет — 11 — 16%); г) в изменении отражательной способности поверхности Земли, влияющей на взаимодействие элементов климатической системы (газообмен между океаном и атмосферой, изменение влажности атмосферы).

Любые колебания климата могут существенно повлиять на состояние и жизнедеятельность человека. Изменения в соотношении тепла и влаги влияют на количество и распределение водных ресурсов, а следовательно, на водообеспечение отдельных регионов и отраслей хозяйства.

Из сказанного ясно, какое большое значение приобретают мероприятия по охране атмосферного воздуха и рациональному использованию его ресурсов. Во всех странах с развитой промышленностью занимаются этими вопросами, издаются специальные законы, принимаются постановления местными органами власти. Главное требование к охране атмосферного воздуха — строгое соблюдение установленных норм и правил, регламентирующих загрязнение атмосферы; регулярное слежение и контроль за экологическим состоянием и антропогенным изменением атмосферного воздуха в целях последующей оценки, прогноза и управления этим состоянием (т.е. мониторинг атмосферы); внедрение малоотходных технологий и производств; разработка и внедрение более совершенных установок по улавливанию, утилизации и обезвреживанию вредных отходов и веществ; разработка норм и правил по ограничению воздействия нестационарных источников загрязнения, негативно влияющих на воздушную среду. Важный принцип охраны и рационального использования климатических ресурсов — правильный выбор места сооружения промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В проектах должен быть обоснован выбор района размещения объекта с учетом ландшафтно-метеорологических условий, должны содержаться данные о допустимых уровнях загрязнения атмосферы согласно нормативным документам, требования к организации санитарно-защитной зоны, обосновываться намечаемые мероприятия по очистке и утилизации загрязняющих веществ

3. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. К наиболее ценным видам водных ресурсов относят воды рек, вер, водохранилищ, верхние горизонты подземных вод, которые активно участвуют в процессе круговорота воды на Земле. По ресурсам речных и озерных вод Россия занимает ведущее место в мире. Только в уникальном озере Байкал сосредоточено около 1/5 мировых запасов пресной воды и более 4/5 запасов России. При общем объеме 23 тыс. км³ в озере ежегодно воспроизводится около 60 км³ редкой по чистоте природной воды. Суммарный среднемноголетний сток рек Российской Федерации составляет около 4260 км³/год (второе место в мире после Бразилии), потенциальные эксплуатационные запасы подземных вод достигают 316 км³/год. Как известно, водные ресурсы относятся к неистощимым и в принципе запасов пресной воды в гидросфере Земли вполне достаточно, чтобы обеспечить все потребности человеческого общества. Однако их нерациональное использование и крайне неравномерное распределение по поверхности суши создают серьезную угрозу дефицита чистой пресной воды даже в районах с достаточным количеством выпадающих атмосферных осадков. Более того, в ряде районов мира (в том числе и России) такой дефицит уже стал суровой реальностью.

Проблема недостатка пресной воды возникла в связи со следующими основными причинами: а) интенсивное увеличение потребности в воде в результате быстрого роста населения планеты и развития промышленности, сельского хозяйства, урбанизации, требующих огромных затрат водных ресурсов; б) загрязнение водоемов сточными водами промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий; в) потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек, истощения подземных вод и других причин.

В настоящее время самым крупным потребителем воды рек, озер и водохранилищ в мире выступает сельское хозяйство (прежде всего ирригация). Второе место занимают промышленность и энергетика, третье — коммунальное хозяйство городов, четвертое — население. В России в конце 90-х годов 55 % используемой пресной воды расходовалось на нужды промышленности и энергетики, 19 % потреблялось жилищно-коммунальным хозяйством, 7% — сельским хозяйством. Суммарный забор воды из природных водных источников по сравнению с 1991 г. уменьшился на 20 %.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, ливневые стоки в городах, попадание в водоемы вместе с осадками аэрогенных загрязнений. Главными загрязнителями вод поверхностных водоемов выступают нефтепродукты, взвешенные вещества, фенолы, соединения фосфора, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), соединения меди, цинка, железа и др. За последние 10 лет сброс сточных вод в водоемы России уменьшился на 25 %, однако экологическая ситуация существенно не улучшилась.

Рациональное (т.е. экономное, комплексное, с наименьшими негативными последствиями для населения и природы) использование и охрана водных ресурсов — большая и очень сложная проблема. Ее решение связано с проведением комплекса научно-технических, экономических, правовых и других мероприятий. Необходимы организация геоэкологического мониторинга важнейших водоемов — источников водоснабжения, постоянный учет водопотребителей и водопользователей, пополнение и уточнение Государственного водного кадастра, совершенствование правовых основ использования водных ресурсов.

В условиях неравномерного естественного распределения водных ресурсов особое значение приобретает регулирование речного стока, т.е. его искусственное перераспределение во времени (реже в пространстве) с помощью сооружения водохранилищ. Использование воды, накопленной в водохранилищах, носит комплексный характер: она расходуется на орошение и обводнение земель, водоснабжение населенных пунктов и промышленных предприятий, производство электроэнергии, улучшение судоходства в маловодный период и т.д. Как показал опыт, наибольший положительный эффект имеют небольшие по площади искусственные водоемы со значительным объемом воды. Сооружение крупных равнинных водохранилищ (таких, как Рыбинское, Куйбышевское, Цимлянское и др.) наряду с регулированием стока рек ведет к большим негативным последствиям (затопление и подтопление ценных сельскохозяйственных и селитебных земель, разрушение берегов, потеря лесных ресурсов, ухудшение качества воды и т.п.). В настоящее время проектирование и сооружение таких водоемов признано нецелесообразным.

Остро стоит вопрос о резком сокращении непроизводительного и бесхозяйственного потребления вод. В промышленности необходимо постоянно наращивать объемы оборотного и многократного водоснабжения, внедрять безводные и маловодные технологии, тем самым уменьшая удельный расход воды на единицу продукции. В сельском хозяйстве следует сократить непроизводительное расходование воды в орошаемом земледелии, реконструировать действующие ирригационные системы .в целях снижения расхода воды на гектар орошаемого поля. В коммунальном хозяйстве необходимо повысить технический уровень эксплуатации систем водоснабжения, реконструировать их, сократив удельный расход воды на коммунальные нужды. Реализации этих мероприятий способствует создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов производства внутри комплекса.

Важным направлением рационального использования и охраны водных ресурсов по-прежнему считается совершенствование способов очистки промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных сточных вод. При очистке сточных вод наряду с известными механическими, химическими и биологическими методами необходимо внедрить такие способы обработки стоков, как электрохимические, сорбционные, магнитные. В последние годы получили развитие мембранные технологии. Разработаны и начали применяться системы биологической очистки нового поколения — гидроботанические площадки, пруды-биофильтры, искусственные болота с биоценозами макрофитов.

В условиях рыночной экономики, когда стоимость ресурсов становится реальной и весомой, промышленному предприятию (или любому иному собственнику) экономически выгоднее вести водное хозяйство с минимальным потреблением свежей воды, обязательным использованием систем повторного (или оборотного) водоснабжения и утилизацией вторичных ресурсов, т.е. идти по пути экологизации водного хозяйства.

4. Рациональное использование и охрана биологических ресурсов. К земельным ресурсам относят земли, систематически используемые или пригодные к использованию для конкретных хозяйственных целей и отличающиеся по природно-историческим признакам. Они рассматриваются как:

а) ресурсы пахотных и других сельскохозяйственных угодий, главное средство для получения продовольственной продукции;

б) территориальный ресурс, пространственный базис дня несельскохозяйственных отраслей производства.

В первом случае понятие «земля» ассоциируется прежде всего с понятием «почва». Почва — уникальный природный компонент, обладающий плодородием, т.е. определяющий урожайность растений. Одним из важнейших показателей уровня плодородия почв является мощность гумусового слоя и содержания гумуса в почве. Гумусовый слой — это кладовая, из которой растения получают необходимые им питательные вещества.

Почву, растительный и животный мир относят к исчерпаемым, но возобновляемым природным ресурсам. Однако сроки их восстановления сильно отличаются. Если для восстановления вырубленного леса, например, требуются десятилетия, то для возобновления почвы необходимы сотни и даже тысячи лет. Вместе с тем существенное отличие почвы от других природных ресурсов состоит в том, что при правильном ее использовании она может не только не истощаться, но даже улучшаться, повышая плодородие. Почвы могут рассматриваться как относительно возобновляемые ресурсы, которые при правильном (рациональном) использовании обладают элементами неисчерпаемости.

Неразумная эксплуатация земельных ресурсов обусловливает развитие негативных природно-антропогенных процессов (водная и ветровая эрозии, вторичное засоление и заболачивание, дегумификация, опустынивание, загрязнение вредными веществами промышленного и сельскохозяйственного происхождения и др.), что часто ведет к снижению плодородия и деградации угодий. Проводимые в нашей стране преобразования земельных отношений, отразившись на динамике структуры земельного фонда, не привели к улучшению использования земель и снижению неблагоприятных антропогенных воздействий на почвенный покров. Более одной трети сельскохозяйственных угодий представляет собой эрозионно опасные и подверженные водной и ветровой

эрозиям земли, нуждающиеся в защите от деградационных процессов. Интенсивное проявление процессов опустынивания земель отмечается на территориях республик Калмыкия, Бурятия, Дагестан, в Астраханской, Волгоградской, Ростовской и других областях. Общая площадь угодий, подверженных опустыниванию в России, превышает 100 млн га. Особую тревогу вызывает состояние мелиорированных земель, площадь которых достигает 9,6 млн га. Вместе с расширением урбанизированных и промышленных территорий продолжается развитие таких негативных процессов, как подтопление, загрязнение почв токсикантами промышленного происхождения, захламление и нарушение земель. Значительная часть земель, в том числе сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов, загрязнена радиоактивными элементами. Важнейшим направлением рационального использования и охраны земельных ресурсов в данной ситуации становится экологизация землепользования во всех сферах производственной деятельности человека. Она означает установление и поддержание оптимального соотношения площадей пашни, лесов, населенных пунктов, лугов, пастбищ и других угодий (В.М.Чупахин, 1990), максимальное сохранение продуктивных сельскохозяйственных земель, прекращение отвода плодородных пахотных земель, мелиорированных угодий и ценных лесных территорий для несельскохозяйственных целей. Экологизация предпологает постоянную заботу о плодородии почв, осуществление противоэрозионных мер с введением почвозащитных севооборотов и посадкой лесных полос и насаждений, задерживающих поверхностный сток, снижающих скорость ветра и предохраняющих почву от разрушения (рис. 11). Экологизация предусматривает также возврат угодий, временно изъятых из сельскохозяйственного производства, рекультивацию нарушенных земель.

Отрицательные последствия интенсификации земледелия способствовали развитию концепции альтернативного или адаптивного земледелия. Его сущность заключается в полном или частичном отказе от синтетических удобрений, пестицидов, регуляторов роста и кормовых добавок. Агротехнические мероприятия основываются на строгом соблюдении севооборотов, введении в их состав бобовых культур, сохранении растительных остатков, применении навоза, компостов и сидератов (зеленых удобрений), Проведении механических культивации, использовании биологических методов защиты растений. Цель альтернативного (адаптивного) земледелия — получение продукции, не содержащей остаточных количеств агрохимикатов, сохранение почвенного плодородия и в конечном итоге охрана окружающей среды.

Особое значение имеет борьба с загрязнением почв производственными отходами и технологическими выбросами промышленности и транспорта (тяжелые металлы, соединения серы, диоксины, бензпирен, нефтепродукты и др.), существенно ухудшающими их физические и химические характеристики. Большую актуальность приобрело сохранение ценных сельскохозяйственных земель и рекреационных угодий при формировании и развитии крупных городов и агломераций, ликвидация свалок твердых отходов.

Природно-экономической основой экологизации землепользования служат данные земельного кадастра. Количественный и качественный учет земельных ресурсов, который следует проводить в рамках геоэкологического мониторинга, экономическая оценка земель по регионам позволяют определить сравнительную ценность этих ресурсов как средства производства, прогнозировать перспективное состояние трудновозобновимого почвенного плодородия.

5. Рациональное использование и охрана земельных ресурсов. Биологические ресурсы (растительные и животные организмы, используемые людьми для получения необходимых им материальных благ) играют особую роль в биосфере. Зеленые растения — первоисточники существования и развития жизни на Земле благодаря свойству фотосинтеза. В процессе фотосинтеза растения из диоксида углерода и воды создают органическое вещество, служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т.д.), сырья для промышленности и строительства. Растения активно участвуют в формировании газового состава атмосферы и в образовании гумуса почвы, обеспечивая ее высокое плодородие. Растительность, прежде всего лесная, рассматривается как продуцент кислорода, хранитель воды, защитник почв от разрушения, регулятор климата, источник продовольствия и благоприятной среды для человека и животных.

Особенность биологических ресурсов состоит в том, что они способны к относительно быстрому возобновлению (за период от нескольких лет до нескольких десятков лет). Однако эта способность проявляется лишь тогда, когда интенсивность их использования не превышает скорости их самовосстановления. В противном случае они истощаются и в конечном итоге могут исчезнуть. В последние десятилетия антропогенные нагрузки во всем мире существенно возросли. Под влиянием усиления промышленного производства, загрязнения окружающей среды, интенсификации сельского хозяйства, урбанизации, перегрузки и опустынивания пастбищ, пожаров и других видов воздействия человека истощаются лесные ресурсы, резко сокращается численность и продуктивность многих видов растений и животных. Только на территории Таймырского автономного округа вследствие многолетнего воздействия выбросов Норильского горно-металлургического комбината и других источников загрязнения, использования транспортных средств из хозяйственного оборота выведено 13 млн га земель охотничье-промыслового назначения и оленьих пастбищ. В районе г. Норильска отмечено усыхание и гибель лесов на площади около 600 тыс. га (Государственный доклад.., 1998).

В таких условиях главным принципом рационального использования и охраны биологических ресурсов выступает требование, согласно которому изъятие этих ресурсов не должно превышать уровень их естественного возобновления (рубка леса в пределах расчетной лесосеки, охота в рамках ежегодного восстановления численности животных и т.п.).

Степень использования биологических ресурсов может быть оценена с помощью метода балансов (Д. Л. Арманд, 1975; В. М. Чупахин, 1990 и др.). Предложен так называемый балансовый показатель (Б), который рассчитывают как отношение ежегодно расходуемой части природного ресурса (Р) к величине его возобновления (прихода) за тот же период (П):

Б = Р/П.

Показатель Б, приблизительно равный 1,0, указывает на относительную сбалансированность потребления конкретного вида ресурса. Величина отношения, превышающая 1,0, свидетельствует о процессе истощения потребляемого ресурса и необходимости восстановления и улучшения его состояния, а показатель меньше 1,0 — об имеющихся потенциальных возможностях более интенсивного использования данного ресурса при условии оптимального соотношения между его эксплуатацией и восстановлением.

Вопросы рационального использования и охраны биологических ресурсов особенно остры для тех регионов, где балансовый показатель по большинству видов этих ресурсов превышает 1,0. Как правило, это хорошо освоенные районы с нарушенным экологическим равновесием (проявление пастбищной дигрессии, опустынивание угодий, обезлесивание территории, сокращение ареалов и естественных запасов ценных видов растений и животных). Восстановление равновесия — сложный и продолжительный во времени природно-антропогенный процесс, сопряженный с бережным отношением к земельным, растительным и животным ресурсам.

В связи с этим важное место должны занимать мероприятия по оптимизации состояния сенокосно-пастбищных, лесных, охотничьих, рекреационных угодий. Главный принцип оптимизации в том, что режим их эксплуатации должен соответствовать емкости угодий (для пастбища — это количество животных, которое оно может прокормить в расчете на единицу площади в течение одного месяца). Опыт показывает, что наибольшей продуктивностью отличаются те кормовые угодья, которые используются комбинированно — как пастбище и как сенокос, поскольку при этом сохраняются флористический состав травостоя и его кормовое достоинство (Л.Г.Андреев, 1985). На сенокосах следует соблюдать оптимальные сроки и высоту скашивания, подкармливать их минеральными и органическими удобрениями, на пастбищах — соблюдать режим стравливания, использовать загонный способ пастьбы, применять минеральные (особенно азотные) удобрения, регулярно подкашивать сорняки, улучшать водный режим.

Особое ландшафтно-экологическое значение имеет сохранение лесных территорий и развитие системы зеленых насаждений в целях выполнения ими ресурсо- и средовоспроизводящей, водоохранной, рекреационной и других функций. В связи с этим возникает вопрос об установлении и поддержании оптимального уровня лесистости для данного конкретного региона. Исследования показали, что в регионах, где основное назначение лесных ландшафтов связано с водорегулирующей и рекреационной функциями, оптимальная лесистость должна составлять 30 — 35 %, в верховьях крупных рек — 50 — 60 % (Справочник по экологической экспертизе объектов, 1986). Наряду с данными по лесистости учитывают величину лесной площади, приходящейся на одного человека. Установлено, что для обеспечения человека необходимым количеством кислорода (400 кг в год) нужны лесные насаждения на площади не менее 0,3 га (для выделения кислорода, поглощения диоксида углерода, пыли и т.д.).

Поэтому основные задачи охраны и рационального использования лесных ресурсов — работы по лесовосстановлению, широкое внедрение прогрессивных способов рубки леса, борьба с потерями древесины, комплексное использование богатств леса, зашита от пожаров и вредителей, меры ухода за лесными насаждениями.

В России естественным путем восстанавливается около трети ежегодно вырубаемых лесов, для остальных требуются специальные меры по их возобновлению. На 50 % площади вырубок достаточно только мер содействия естественному возобновлению, на остальной — необходимы посев и посадка деревьев. Положительно сказывается на восстановлении лесов их очистка от остающихся после вырубки ветвей, коры, хвои и т.д.

В воспроизводстве лесов существенную роль играют способы их эксплуатации. В настоящее время для получения древесины используют сплошные, группово-выборочные, постепенные и выборочные рубки леса. При сплошных рубках за один прием вырубается весь древостой, что обеспечивает получение максимума древесины с единицы площади и минимальную стоимость заготовительных работ. Но при этом на обширных территориях почти прекращается или резко замедляется процесс самовосстановления лесных насаждений.

При группово-выборочных и постепенных рубках сводится от 30 до 60 % насаждений. По сравнению со сплошными рубками это увеличивает количество делянок, длину транспортной сети и соответственно стоимость заготовок. Но группово-выборочные и постепенные вырубки сокращают срок выращивания спелых насаждений и в значительной степени обеспечивают естественные процессы самовозобновления лесов.

При выборочных рубках сводится менее 25 — 40% древостоя. Этот способ максимально сохраняет лесные насаждении, обеспечивая полное естественное самовосстановление древостоев. Однако выход древесины с единицы площади оказывается наименьшим, а стоимость ее заготовки — самой высокой. Поэтому выборочные рубки пока применяют на ограниченных территориях, хотя именно они в наибольшей степени отвечают интересам охраны и воспроизводства леса.

Известно, что сокращение численности и уменьшение продуктивности многих видов живых организмов связаны с преобразованием их местообитаний. В связи с этим выделяют еще один принцип улучшения состояния биологических ресурсов — сохранение и восстановление исходных условий существования растений и животных. Для сохранения местообитаний целесообразно поддерживать оптимальную мозаичность (разнообразие) ландшафтов с чередованием лесных массивов, болот, лугов, озер, полезащитных лесных полос и других угодий. Это способствует разведению (а следовательно, и использованию) полезных видов зверей и птиц в условиях природно-антропогенных ландшафтов. Одновременно для сохранения и поддержания численности промысловых животных необходимо резко сокращать или предотвращать загрязнение окружающей природной среды (особенно промышленными отходами и пестицидами), вводить ограничения на охоту и рыболовство, активно применять различные биотехнические мероприятия.

6. Принципы рационального использования ландшафтов как целостных образований. Ландшафт - это ресурсе- и средосодержащая, воспроизводящая территориальная система, которая обладает природно-ресурсным потенциалом и выполняет определенные социально-экономические функции. Природно-ресурсный потенциал включает как производственные, так и экологические ресурсы и зависит от природных свойств ландшафта, направления и форм хозяйственного использования территории.

С позиций рационального природопользования, природно-ресурсный потенциал — это не абсолютно предельный запас ресурсов, а только тот их предел, который может быть использован без существенного нарушения важнейших свойств и функций ландшафтов. Поэтому из каждой геосистемы допустимо изъятие лишь такого количества вещества и энергии, которое не подрывает ее способность к саморегулированию и самовосстановлению. Следует отметить, что допустимая мера изъятия вещества и энергии из природной системы должна быть определена раньше, чем начнется ее использование. В противном случае оно будет стихийным, несмотря на внешне плановый характер.

Рациональное использование потенциала ландшафтов невозможно без учета их целостности и пространственной дифференциации (в частности, с помощью ландшафтной карты территории), определения функционального назначения геосистем и их устойчивости к выбранному виду антропогенного воздействия, без анализа возможных изменений в природе и разработки мер по предупреждению негативных последствий. В большинстве случаев ландшафт — полифункциональное образование (т. е. пригодно для различных видов деятельности), поэтому необходим выбор таких социально-экономических функций, которые бы полнее всего соответствовали его природным свойствам, т. е. потенциалу ландшафта. Лишь после решения этих вопросов возможна разработка практических мер по его использованию.

В составе природно-ресурсного потенциала ландшафтов особое место занимают виды ресурсов, состояние которых в большой степени определяется состоянием природных комплексов как целостных образований. К ним в первую очередь относятся рекреационные, природоохранные и биологические ресурсы. В связи с этим рассмотрим принципы рационального использования ландшафтов на примере освоения его рекреационного потенциала.

При рациональном использовании потенциала ландшафтов рекреационная нагрузка не должна превышать уровень устойчивости природных геосистем. Рекреационная нагрузка — это посещаемость рекреантами единицы площади территории в единицу времени. Обычно ее измеряют количеством отдыхающих на 1 га (чел/га). Устойчивость же можно рассматривать как свойство природной системы противостоять рекреационным нагрузкам до того предела, за которым она теряет способность к самовосстановлению. Как определить этот предел?

Известно, что при чрезмерных нагрузках в лесных ландшафтах значительно уплотняется почва, обедняется и сменяется напочвенный покров, исчезает подрост, усыхают молодые деревья. Постепенно исчезает лесная подстилка, подавляется почвенная фауна, иссушаются почвы и заметно снижается их плодородие. В результате наблюдается прогрессивное падение текущего прироста деревьев. Увеличение среднего диаметра при падении текущего прироста — показатель старения экосистемы леса. При ускорении этого процесса возобновление подавляется и лес может погибнуть.

Отсюда следует, что величина отношения текущего прироста к среднему диаметру деревьев в условиях ненарушенных экосистем характеризует их рекреационную емкость и устойчивость (В. Г. Анохин, В. Я. Курамшин, 1991). Другими словами, то максимальное количество рекреантов (чел/га), влияние которых не может существенно уменьшить эту величину, рассматривается в качестве предельной нагрузки на данную экосистему. Как показали наблюдения, в сухих сосновых биогеоценозах предельная нагрузка составляет 2 — 3 чел/га в 1 ч, в свежих сосняках и ельниках — 5 — 8 чел/га, во влажных сосняках и ельниках — 8—15 чел/га, в условиях свежих и влажных пойменных и низменных лугов — 20 — 30 чел/га (Геоэкологические принципы проектирования природно-технических геосистем, 1987).

Определение рекреационной емкости и устойчивости ландшафтов — исходное основание для планирования и осуществления рекреационной деятельности. Конкретные меры по рациональному применению рекреационного потенциала тесно связаны с типом природопользования. Выделяют три основных типа рекреационного природопользования (Геоэкологические принципы.., 1987). Первый тип характеризует использование условно неизмененных ландшафтов, как правило, слабо приспособленных для рекреационных целей (ландшафты национальных парков, зеленых зон городов и др.). Основное направление природопользования — со-и поддержание гармонических отношений между рекреационными нагрузками и устойчивостью природных систем, с тем чтобы предупредить деградацию ландшафтов. Конкретно это выражается в регулировании норм нагрузок на биогеоценозы.

Второй тип связан с рациональным использованием измененных природных комплексов (ландшафты лесопарков, загородные зоны отдыха, охотничьи хозяйства и др.). Основное внимание уделяется мероприятиям по преобразованию ландшафтов с целью придания им большей устойчивости к рекреационному воздействию — переводу лесных массивов в лесопарки, укреплению берегов водоемов, санитарным и восстановительным рубкам, устройству автостоянок и др.

Третий тип рекреационного природопользования характеризуется созданием специальных природно-антропогенных ландшафтов, фактически природно-технических систем, где технические компоненты существенно определяют рекреационную устойчивость и комфортность (искусственные парки, сады, пляжи, водохранилища, курортно-оздоровительные комплексы и др.). Необходимые природоохранные меры и мероприятия по поддержанию заданного режима территории закладываются в проект и осуществляются в процессе эксплуатации созданных объектов.

В настоящее время проблема рационального использования и охраны целостных природных образований все чаще формулируется как проблема оптимизации ландшафтов. Общепринятого определения этого понятия пока нет. В данной книге оптимизация рассматривается как поиск и реализация наилучшего варианта использования природно-ресурсного потенциала ландшафтов при условии сохранения и поддержания их наиболее важных качеств. По мнению В.М.Чупахина (1990), ее задача состоит в установлении сбалансированного соотношения между эксплуатацией, консервацией и улучшением свойств природных комплексов. В связи с этим выделяют три основных направления в оптимизации ландшафтно-экологических систем (А.Г.Исаченко, 1980 и др.): а) полная консервация ландшафта, т. е. сохранение его естественного режима; б) строго регламентированное использование его ресурсов в сочетании с мерами, направленными на поддержание экологического равновесия в природе; в) интенсивное хозяйственное использование с глубоким мелиоративным воздействием, когда равновесие в ландшафте поддерживается искусственно.

7. Рациональное использование природно-антропогенных ландшафтов. Как уже отмечалось, под влиянием хозяйственной деятельности человека природные ландшафты (геосистемы) претерпевают существенные изменения и преобразуются в природно-антропогенные ландшафты. Значительная часть этих ландшафтов создана для выполнения ресурсовоспроизводящих (поля, лесонасаждения, пастбища и т.п.) и средоформи рующих (селитебные территории, рекреационные угодья и т.п.) функций. Подобно природным системам, в процессе функционирования они продолжают участвовать в формировании газового состава атмосферы, в круговороте воды, в геохимическом круговороте и т.д. Поскольку природно-антропогенные ландшафты по площади превышают природные (см. табл. 6), они служат важнейшими объектами деятельности человека по рациональному использованию естественных ресурсов и охране природы.

Особенность рационального природопользования в условиях природно-антропогенных ландшафтов — недопустимость ухудшения состояния окружающей среды и условий жизнедеятельности человека при сохранении главного принципа хозяйственной деятельности, который гласит: изъятие вещества и энергии из геосистем не должно подрывать их природно-ресурсного потенциала. Одновременно необходимы действенные меры по ликвидации или смягчению уже проявившихся негативных процессов.

Другая особенность природно-антропогенных ландшафтов состоит в том, что они обладают упрощенной по сравнению с природными системами структурой и, соответственно, меньшей устойчивостью к внешним воздействиям. В естественных условиях устойчивость гео- и экосистем поддерживается за счет механизма саморегулирования. Природно-антропогенные ландшафты для нормального выполнения своих функций нуждаются в постоянной или периодической поддержке со стороны человека (например, в условиях земледельческих ландшафтов необходимы регулярное внесение удобрений, агротехнические работы, борьба с эрозией и т.п.).

Одно из важнейших условий решения проблемы формирования устойчивых природно-антропогенных ландшафтов — установление сбалансированного соотношения между различными формами использования территории и, соответственно, оптимального соотношения площадей сельскохозяйственных, лесохозяйственных, селитебных, природоохранных и других ландшафтов в регионе (В. М.Чупахин, 1990). Это соотношение в разных природных зонах, региональных и локальных физико- географических условиях неодинаково. В лесной зоне вряд ли целесообразно значительное расширение посевных площадей за счет трансформированных лесных угодий, так как их почвы в большинстве случаев малоценны и требуются большие затраты для возделывания сельскохозяйственных культур. В лесостепной и степной зонах площади пахотных угодий целесообразно сохранить, а положительное влияние леса — компенсировать полезащитными и другими многолетними насаждениями.

Устойчивости природно-антропогенных ландшафтов в значительной степени способствует их разнообразие, особенно в хорошо освоенных регионах. Мозаичность в использовании земельных угодий важна для рационального соотношения основных видов сельскохозяйственных ландшафтов: богарных и орошаемых пашен. сеяных сенокосов и пастбищ, осушенных земель, многолетних насаждений, естественных кормовых угодий, приусадебных участков и т. д. При этом необходимо сохранять лесные массивы и рощи на водоразделах, склонах речных долин и оврагов независимо от ценности этих земель для других видов сельскохозяйственного использования, так как растительность играет здесь роль биохимического барьера, аккумулируя элементы питания, выносимые из почв данного ландшафта.

В практическом плане рациональное использование и охрана природно-антропогенных ландшафтов представляет собой систему различных мероприятий, направленных на эффективную эксплуатацию их ресурсов без существенных нарушений способностей геосистем к саморегулированию и самовосстановлению. Эти мероприятия, хотя и условно, можно разделить на три группы: а) предупреждающие отрицательное влияние хозяйственной деятельности на природную среду; б) ограничивающие отрицательное влияние деятельности человека в процессе использования ландшафтов; в) исправляющие отрицательные последствия антропогенного воздействия на ландшафты.

Особое значение имеют профилактические мероприятия, упреждающие многие негативные последствия. Опыт показывает, что экономия на них часто обходится дороже их своевременного проведения, поскольку затраты значительно возрастают за счет запоздалых защитных мер, нередко приобретающих характер рекультивации.

Предупреждающие меры закладываются в проект и осуществляются в процессе подготовки к освоению и на первом этапе освоения природных ресурсов. Они начинаются с выбора направления использования ландшафтов, который должен учитывать их природно-ресурсный потенциал, конкретные физико-географические условия, целостность природных комплексов, требования земельного, водного и лесного законодательств, нормативные документов по охране природы. На этом этапе планируются оптимальные виды и нормы антропогенных нагрузок, прогнозируются экологические последствия использования ландшафтов, намечаются конкретные пути преодоления или смягчения неблагоприятных процессов (внедрение технологий, препятствующих загрязнению окружающей среды; строгое ограничение необоснованного изъятия сельскохозяйственных земель и ценных лесные угодий под промышленные и транспортные объекты; мероприятия по сохранению плодородия почв; создание защитных инженерных сооружений; организация службы геоэкологического мониторинга и др.).

К мерам, рассматриваемым одновременно как предупреждающие и ограничивающие, относится повышение эффективности использования одних ландшафтов в целях сохранения естественного состояния других. В хорошо освоенных регионах дальнейшее расширение территорий, вовлеченных в хозяйственный оборот, часто нежелательно. Это в полной мере относится, например, к рекреационным зонам. Поэтому предлагается интенсивнее использовать пригородные территории, провести их зонирование по характеру отдыха и режиму эксплуатации (В.В.Владимиров и др., 1986). Для поддержания динамического равновесия в пределах используемых ландшафтов разработаны инженерные и лесотехнические мероприятия по повышению их «несущей способности», улучшению породного состава, экологических и эстетических свойств леса, организации «буферных зон» между природной и городской средой, введению специальных режимов эксплуатации рекреационных угодий.

Меры, ограничивающие влияние негативных последствий деятельности человека, осуществляются в процессе использования природно-антропогенных ландшафтов (особенно в условиях интенсивной эксплуатации земельных угодий). Они включают соблюдение норм антропогенно-техногенных нагрузок на ландшафты, Поддержание оптимального режима использования естественных ресурсов, содержание в исправном состоянии и постоянное совершенствование защитных инженерных сооружений. К ограничительным мерам относятся недопущение изъятия пахотных земель и ценных лесных угодий под промышленные объекты, недопущение или резкое сокращение сплошных рубок леса и переход на выборочные способы рубок, запрещение добычи полезных ископаемых ближе 250 м от берегов крупных рек, озер и водохранилищ. Особое значение имеет уход за ландшафтом, т.е. система регулярных мероприятий и действий, направленных на поддержание свойств природно-антропогенных комплексов в таком состоянии, при котором успешно выполняются возложенные на них социально-экономические функции (Охрана ландшафтов, 1982). Цель ухода за ландшафтами — предупреждение и минимизация нежелательных изменений элементов и компонентов природы в условиях его интенсивного использования. Уход включает различные активные и пассивные мероприятия: санитарные рубки, прореживание и осветление древостоя, охрану от пожаров и вредителей, подбор и высаживание лесных культур, благоустройство территории, облесение выработанных торфяников и карьеров с непригодными для посевов почвами и др.

Если через некоторое время после начала использования ландшафтов обнаруживаются процессы, препятствующие нормальной хозяйственной деятельности человека, то принимают меры, исправляющие отрицательные последствия. На этом этапе возрастает роль технических средств защиты, которые не только регулируют режим природно-антропогенных (точнее, природно-технических) геосистем, но и повышают их устойчивость к внешним воздействиям. К ним относятся инженерная защита берегов водохранилищ, дренаж и орошение, реконструкция старых и установка новых очистных сооружений, восстановление вырубок, лесомелиоративные приемы, рекультивация и другие активные мероприятия.