4.4. Техногенные воздействия на структуру и функционирование экосистем
Функциональный подход к изучению техногенных воздействий на ландшафты предполагает, прежде всего, анализ нарушений вертикальных и горизонтальных связей. Входные воздействия на тот или иной компонент передаются по цепочке вертикальных связей на другие компоненты, а по каналам горизонтальных связей - на иные экосистемы. Как следствие возникают разного рода побочные нарушения структуры и функций не только экосистемы, подвергающейся непосредственному воздействию, но и систем, более или менее отдаленных от нее.
В общем виде большинство техногенных воздействий на структуру и функционирование экосистем можно охарактеризовать как загрязнение.
Загрязнение - это увеличение концентрации, привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям. Антропогенное загрязнение - загрязнение, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей, в том числе их прямого или косвенного влияния на состав и интенсивность природного загрязнения.
Загрязнители - побочные продукты жизнедеятельности человека как биологического вида и как социального существа. Они представляют собой отходы сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также органические и неорганические отходы метаболизма и пищеварения. Каждый организм в естественной экосистеме производит отходы, потенциально загрязняющие среду, но устойчивость природных экосистем обусловлена тем, что отходы одних организмов становятся пищей или "сырьем" для других. Поэтому в сбалансированных экосистемах отходы не накапливаются до уровня, вызывающего неблагоприятные изменения, а разлагаются и рециклизируются. Решить эту проблему устранением ее причин невозможно, т.к. пока существуют Земля и живые организмы, будут существовать и продукты их жизнедеятельности.
Вся масса биогеохимической деятельности человека отягощает среду, образуя антропогенные геохимические аномалии локального, регионального и глобального масштаба. В конечном итоге этот процесс приводит к химическому дисбалансу среды в разных масштабах (Максимов, 1993).
Основные факторы загрязнения окружающей среды:
механические;
физические;
химические;
биологические.
К механическим загрязнениям относят засорение среды веществами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий. К таким загрязнителям относятся химически нейтральные продукты разрушения геологической среды, химически нейтральные газы, нетоксичная пыль. Наиболее серьезным глобальным негативным фактором при этом является увеличение содержания аэрозоля в атмосфере. Запыленность воздуха способствует образованию облаков и повышает величину отраженной солнечной радиации, но в то же время пылевые частицы поглощают длинноволновое излучение и тем самым усиливают парниковый эффект. Локальное запыление приводит к нарушению фотосинтеза и транспирации у растений, негативно влияет на здоровье человека.
Физическое загрязнение характеризуется изменением температурных, волновых радиационных, прочностных и других физических параметров среды. К физическим загрязнителям относятся: нарушения природных ландшафтов горными выемками, звуковое давление, нарушение освещенности, теплового режима пород, вибродинамическое поле, ударная волна взрыва, электромагнитные излучения, сдвиги горных пород, внезапные выбросы и т.п.
Первичный географический эффект физического загрязнения - появление техногенных форм мезорельефа: терриконов, отвалов, карьеров и т.д. Каждое из этих образований в отдельности имеет локальный характер и чаще сопоставимо с урочищами, однако их комплексы в горнопромышленных районах формируют своеобразную техногенную морфологию ландшафтов. Для городских территорий характерно выравнивание рельефа: искусственное заполнение грунтом мелких долин, оврагов, балок и др., аккумуляция "культурного слоя", но создаются и специфические насыпные формы: дорожные насыпи, дамбы и др.
Создание техногенных форм рельефа стимулирует вторичные гравигенные процессы. Терриконы и карьеры дают начало обвалам, осыпям, оползням; отвалы и терриконы подвергаются смыву, размыву, развеиванию. Пустоты, образующиеся при подземных выработках, часто вызывают мульды проседания и провалы глубиной в десятки метров. Аналогичные явления наблюдаются при откачке подземных вод. Уплотнение и оседание грунтов происходит под влиянием нагрузки, создаваемой различными сооружениями и водохранилищами.