Розділ «1.3. Вплив людини на природні геосистеми»

Багато промислових викидів (різні кислоти, феноли, нафтопродукти тощо) починають свій шлях зі стічними водами. Складніший шлях водної міграції проходять різні побутові та господарські викиди. їхніми джерелами є сільськогосподарські землі, тваринницькі комплекси, рекреаційні угіддя, відвали і терикони, звалища промислових і побутових відходів. Із цих джерел різні органічні й мінеральні речовини (часто токсичні) залучаються до водної міграції талими сніговими та зливовими водами, а також шляхом інфільтрації. Природними колекторами забруднених поверхневих і ґрунтових вод є річки, озера та моря; кінцевою ланкою водної міграції викидів є Світовий океан, забруднення якого має незворотний характер.

Поведінка елементів, що беруть участь у техногенному геохімічному кругообігу, умови їхнього накопичення або видалення з геосистем залежать від структури геосистеми, її термічного режиму, умов зволоження і дренажу, механічного та хімічного складу ґрунтів, характеру рослинності. Так, негативні форми рельєфу (напр., міжгірні западини) сприяють формуванню стійких осередків атмосферного та ґрунтового забруднення; цьому ж сприяють температурні інверсії та штилі. Велику роль у техногенному геохімічному кругообігу відіграють рослини - концентратори окремих елементів. Наприклад, лишайники здатні захоплювати радіоактивні ізотопи безпосередньо з повітря.

Зміна теплового балансу має ненавмисний характер і є побічним результатом господарської діяльності людини. Це пов'язано з такими факторами:

- перетворенням підстильної поверхні за рахунок зрошення, осушення, збільшення штучних покриттів у містах тощо;

- збільшенням концентрації вуглекислого газу в атмосфері та створенням парникового ефекту, що підвищує температуру повітря;

- надходженням тепла в атмосферу за рахунок спалювання палива;

- збільшенням вмісту аерозолів в атмосфері, які підвищують частку відбитої сонячної радіації та знижують температуру повітря. Так, в умовах посушливого клімату при зрошенні відбувається збільшення радіаційного балансу, що пов'язано зі зменшенням альбедо (за рахунок зволоження ґрунту і появи рослинності) та зниженням ефективного випромінювання (за рахунок підвищення вологості приземного шару повітря). При осушенні, навпаки, зменшуються витрати тепла на випаровування (на 10-15 %) та помітно збільшуються витрати енергії на турбулентний обмін з атмосферою (на 10-25 %). У результаті відбувається більший, ніж раніше, нагрів приземного шару повітря і ґрунтів удень та охолодження їх уночі.

1.3.2. Загальні закономірності антропоґенно-техногенних змін геосистем

Зміни природних геосистем визначаються, з одного боку, дією антропогенно-техногенних і природних факторів, з іншого - властивостями самих геосистем. Антропогенно-техногенні фактори - це вплив інженерних споруд, технології виробництва, характеру використання території. Природні фактори звичайно характеризуються ритмічністю та розмахом коливань, що дуже рідко здатні вивести геосистему зі стійкого стану. Техногенні фактори частіше за все аритмічні і можуть досягати такої сили впливу, яка викликає незворотні зміни в природі.

Розрізняють пасивні та активні впливи техногенних факторів (технічних засобів, споруд) на навколишні геосистеми. Пасивні впливи виражаються в "ефекті присутності", коли технічні споруди (напр., будівлі), займаючи будь-яку територію, не справляють на неї великого впливу, тобто обмін речовиною та енергією між ними близький до нуля. У деяких випадках пасивний вплив здатний перейти в активний. Так, за певних гідрогеологічних умов схилів будівництво на них будинків може порушити нестійку рівновагу і призвести до зсувних явищ. Таким чином проявляється "ефект поштовху".

Активний вплив технічних засобів на геосистеми виявляється у безпосередньому вилученні з природи або привнесенні до неї значної кількості речовини та енергії. Наприклад, внесення у ґрунт вологи дощувальними машинами призводить до істотних змін ґрунтових процесів та умов зростання рослин; порушення ландшафтів торф'яних боліт при видобуванні торфу гідродинамічними установками є результатом дії вод під великим тиском, тобто речовини та енергії одночасно.

За характером ареалів виявлення антропогенно-техногенні впливи на геосистеми поділяють на площові та осередкові. Площові впливи пов'язані з галузями господарства, які використовують відновні ресурси, розповсюджені на великих територіях (насамперед ґрунти і рослинність). За рахунок цих ресурсів існує землеробство, пасовищне тваринництво, лісове господарство. У розміщенні цих галузей та відповідних впливів на геосистеми простежується природна зональність. Осередкові (точкові та лінійні) впливи пов'язані найчастіше з безпосереднім використанням азональних за своєю природою ресурсів, що мають осередкове розповсюдження. Прикладами є невідновні мінеральні ресурси, до яких приурочені осередки гірничодобувної промисловості, локальні джерела поверхневих і підземних вод, на основі яких розвивається іригація, енергетика та інші галузі господарства.

"Реакції" геосистем на техногенні впливи визначаються як їхніми властивостями (стійкістю, мінливістю тощо), так і ступенем і тривалістю цих впливів. При короткочасних впливах або тривалих техногенних навантаженнях, далеких від критичних величин, порушені геосистеми можуть відновлювати свій вихідний стан, тобто залишаються досить стійкими. При цьому зберігаються їхня структура і тип функціонування, а невеликі кількісні зміни матимуть зворотний характер.

Якщо техногенні навантаження наближуються до критичних, але не перевищують їх, порушується функціонування, змінюються інтенсивність природних процесів і характеристики деяких компонентів. Але ці зміни чиняться у межах попередньої структури, тому заміни ландшафтів не відбувається, з'являються лише їхні нові модифікації. У випадку припинення впливу можливе повернення модифікацій у колишній (або близький до нього) стан. Якщо навантаження перевищують критичні величини, відбувається руйнування вихідної структури, що призводить до глибокої перебудови геосистем у результаті взаємопов'язаної трансформації їхніх компонентів. Перебудова носить не лише кількісний, але й якісний характер та обумовлює незворотну заміну одного ландшафту іншим, тобто по суті - техногенну еволюцію геосистем. Вона продовжується до тих пір, поки компоненти природи не прийдуть у відповідність із зовнішніми умовами, що формуються, та між собою.

Особливо помітні зміни в геосистемах відбуваються в перші роки експлуатації інженерних споруд, коли найбільш активно йде процес адаптації компонентів природи до нових умов середовища. Наприклад, у зоні впливу гідротехнічних споруд виділяють такі стадії формування техногенних змін геосистем:

- різкого порушення їхнього вихідного стану;

- "прискорено" направленої трансформації, коли спостерігаються найбільш високі швидкості змін;

- уповільнення швидкості змін, коли трансформація продовжується, але темпи її знижуються і поступово наближаються до природних (фонових);

- установлення нового стійкого стану. Поряд із часовою структурою істотно змінюється і просторова структура геосистем. У прилеглих до інженерних об'єктів геосистемах значно активізуються горизонтальні й вертикальні зв'язки, що призводить до формування зони впливу. Зміни природи в її межах мають комплексний характер і відбуваються нерівномірно не лише в часі, але й у просторі. Так проявляється одна із закономірностей диференціації ландшафтів - зональність антропогенно-техногенних змін природних геосистем. Зона впливу — це ареал, який виділяється за певним каналом впливу рухомого компонента або за ареалом перетвореного компонента геосистеми (напр., зона кліматичного впливу). Цю зону залежно від ступеня зміни природних умов можна поділити на підзони впливу.

Зональність змін геосистем чітко проявляється у сфері впливу водосховищ, меліоративних систем, каналів, металургійних підприємств, теплоелектростанцій, великих кар'єрів та інших інженерних споруд. Так, на пологих берегах рівнинних водосховищ можна виділити такі зони: а) періодичного затоплення, б) підтоплення, в) кліматичного впливу. А залежно від ступеня зміни природних умов виділяють підзони підтоплення: а) сильного, б) помірного, в) слабкого. Кліматичний вплив водосховищ чітко проявляється в зоні підтоплення, а в багатьох випадках він розповсюджується далеко за ЇЇ межі.