Динамическое равновесие окружающей среды

Природная среда - ее параметры, элементы или компоненты, а также ландшафтные категории - могут рассматриваться как объекты экологического анализа различного типа землевладений и землепользования в тех случаях, когда их состояние оценивается с точки зрения влияния живых организмов.

Вместе с тем во многих случаях экологические изменения природной среды аналогичны изменениям в процессе взаимодействия компонентов среды, без участия организмов. Например, запыленность воздуха или увеличение мутности водоемов могут быть следствием и антропогенных и естественных (природных) процессов, а движения земной коры в состоянии также изменить условия дренажа и обводнение, как это происходит при техногенном освоении территорий.

Природная среда, так же как и организмы, требует для нормального развития определенных условий. При сохранении оптимальных условий естественные процессы стремятся к состоянию динамического равновесия и саморегулирования, что знаменует устойчивость, стабильность обстановки. Равновесие не противоречит эволюции среды, ее медленным закономерным изменениям и соответствует гармоничному взаимодействию фактора развития среды.

Природная среда сложно реагирует на любые изменения. Это объясняется тем, что каждая ее составляющая реагирует различно на одни и те же изменения. Кроме того, обратные связи приводят к сложной цепочке изменений, которые зачастую невозможно прогнозировать.

Любые изменения в первую очередь касаются параметров природной среды. Достаточно заметные изменения ряда параметров приводят к изменению элементов и затем компонентов среды.

Например, изменение мутности (параметра) водотоков может привести к изменениям формы и размеров, отдельных русел (элементов), а затем трансформации всей эрозионной сети и рельефа водосборного бассейна (компонента среды).

Природные экосистемы существуют сотни и тысячи лет, обладая своеобразной стабильностью во времени и пространстве. Численность популяций некоторых организмов может периодически возрастать или снижаться, однако эта система в целом не выходит из равновесия. Подвижно-стабильное равновесие экосистем, вернее их способность противостоять изменениям среды и сохранить состояние равновесия называют гомеостазом (греч. homoios - подобный, statos - неподвижный). Поддержание экологического гомеостаза осложняется тем, что он должен носить динамический характер, так как потребности организмов и окружающая среда непрерывно развиваются, следовательно, изменяются и взаимоотношения организмов со средой. В связи с этим у живых организмов в результате естественного отбора возникает комплекс разнообразных адаптаций. Адаптация - это выработанные в процессе эволюции и закрепленные наследственно особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность при динамических абиотических и биотических факторах. Адаптации могут быть морфологическими (жесткость или полное отсутствие листьев у растений пустыни); физиологическими (особенность набора ферментов и микрофлоры в пищеварительном тракте животных) и экологическими (различные приспособительные особенности поведения, создание убежищ, суточные и сезонные кочевья птиц и т.д.). Таким образом, экосистемы (в ранге биоценозов) приспосабливаются в результате отбора видов к условиям существованиям, и сами изменяют эти условия, обеспечивая их стабильность.

Однако экосистемы со временем подвергаются медленным постоянным изменениям последовательного характера под влиянием природных и антропогенных факторов. Такую смену биоценозов или в целом экосистем называют сукцессией (лат. successio - последовательность).

В любом ландшафте можно наблюдать сложную мозаику зрелых и развивающихся сообществ разных стадий экологической сукцессии в зависимости от рельефа, почв, степени увлажнения и т.д. Человек может воздействовать (или уже воздействует) на любых этапах сукцессии, что сказывается на их дальнейшем развитии.

Характер сукцессии, скорость ее изменения определяет физическая среда под действием сообщества. Кульминацией развития является стабилизационная система, носящая название климакса. Это конечное, устойчивое состояние растительного сообщества, находящегося в равновесии с окружающей средой. [20]

Замещение видов в сукцессиях вызвано стремлением популяций модифицировать окружающую среду и создать более благоприятные условия для других популяций. Замещение происходит до тех пор, пока не установится равновесие между организмами и абиотическими элементами среды под влиянием внутренних сил (наследственная насыщенность популяций разнообразными мутациями, сам мутационный процесс, естественный отбор, адаптация, консорции (т.е. соглашения), эволюция сообществ и др.) и внешних сил (геологические и климатические изменения). Таким образом, во взаимодействии со средой все организмы должны поддерживать динамическое равновесие. [15]

Процесс производства в аграрной и индустриальной сферах во многом зависит от рационального использования земли. В сельском хозяйстве процесс труда заключается в воздействии человека на землю для производства продовольственной и технической продукции, в добывающей и обрабатывающей промышленности - в добыче и обработке минерального сырья, в лесном хозяйстве - в выращивании и заготовке древесины, ягод, грибов, пушнины и т.д. [6]

Кроме того, земля может служить и материальным условием производства - пространственным базисом (при размещении городов производственных и хозяйственных центров, населенных пунктов, дорог и т.д.), предметом труда (при добыче полезных ископаемых, компонентов природной среды, а также элементов недвижимости). [4]

Совершенствование структуры землепользования должно базироваться на концепции эколого-хозяйственного баланса территории. При организации территории при любых формах землевладения и землепользования должен быть соблюден баланс между антропогенной нагрузкой на земли и способностью территории к естественному очищению. При организации рационального землепользования в сельскохозяйственном производстве необходимо учитывать экологическое воздействие на земельные ресурсы.

По сравнению с другими средствами производства, используемыми человеком, земля имеет ряд отличий. Как известно, земля неперемещаема, невоспроизводима, незаменима, пространственно ограничена, не изнашивается, а при правильном использовании повышает свое плодородие.

Использование земли нерасторжимо с комплексным использованием природных факторов (света, воды, воздуха, тепла), необходимых для нормального развития растений, через экономические, технологические и другие антропогенные факторы, входящие в систему земледелия. Кроме того, земля качественно и количественно неоднородна, рассредоточена, свойства ее изменяются.

Поэтому земледелие имеет следующие особенности:

¾ последовательность выполнения во времени определенных агротехнических приемов при выращивании зерновых, технических и других культур, а также обязательность чередования трудовых процессов с перерывами, вызванными биологией культур, несоответствием периода производства и рабочего периода;

¾ сезонность работ и необходимость их проведения в строго определенные сжатые сроки, зависящиеотбиологии, агротехники той или иной культуры;

¾ различия продолжительности вегетационного периода и в сроках проведения операций для различных сельскохозяйственных культур и их сортов;

¾ зависимость эффективности земледелия и работы машин от рельефа местности, размера и конфигурации полей, длины гона и т.д.;

¾ большое количество и одновременность выполнения операций при возделывании и уборке сельскохозяйственных культур;

¾ выполнение в ряде случаев одними машинами и агрегатами (тракторы, комбайны, посевные и уборочные агрегаты) различных технологических процессов по производству продуктов (зерна, кукурузы, картофеля, сахарной свеклы и т.д.). [9]

Эффективность и организация сельскохозяйственного производства зависят от климатических и микроклиматических условий.

Использование земель, не увязанное со строением природных систем, детальным учетом особенностей природных ландшафтов, приводит к нарушению равновесия между элементами экологической системы (появление эрозии, изменение водного режима территории, микроклимата и т.д.). Кроме того, необходимо учитыватьиприродные законы земледелия. К основным из них относятся закон незаменимости и равнозначности факторов жизни, закон минимума, максимума и оптимума, закон совокупного действия факторов жизни растений, закон соответствия растительного сообщества своему местообитанию и др. Все это нужно знать для оценки и использования земель на эколого-ресурсной основе.