Антропогенные природные процессы в геосистемах

Проявления антропогенных воздействий на природную среду чрезвычайно многообразны. Их можно классифицировать, с од­ной стороны, по направлениям, типам и факторам человеческой деятельности, например по различным отраслям промышленного и сельскохозяйственного производства и непроизводственной сферы (рекреационной, мелиоративной и др.), а с другой — по географическим компонентам или отдельным природным процес­сам, которые являются непосредственными реципиентами тех или иных воздействий. Примерами могут служить влияние вырубки леса на почву, распашки — на сток и т.п. Подобный подход вполне оправдан, но недостаточен и может служить лишь отправным пун­ктом для более глубокого анализа. Любое прямое антропогенное воздействие не замыкается на одном компоненте ландшафта, его конечный результат может сказаться на функционировании и структуре всей геосистемы. Входные воздействия на тот или иной компонент передаются по цепочкам вертикальных связей на дру­гие компоненты, а по каналам латеральных (горизонтальных) связей могут распространяться и на иные сопряженные геосисте­мы. Отсюда возникают нарушения функционирования геосистем, не только подвергающихся прямому воздействию, но и нередко отдаленных. Сказанное определяет необходимость функциональ­ного подхода к изучению антропогенных воздействий, основан­ного на анализе механизма возникающих процессов и их места в функционировании геосистемы. Кратко рассмотрим наиболее ти­пичные антропогенные процессы, затрагивающие различные зве­нья функционирования геосистем.

Нарушения гравитационного равновесия в геосистемах. Переме­щение твердых масс в геосистемах может быть вызвано или усиле­но как прямым, так и косвенным хозяйственным воздействием. Наиболее интенсивное непосредственное техногенное перерас­пределение литосферного материала осуществляется при добыче полезных ископаемых и земляных работах. Ежегодное количество извлекаемого при этом в мире твердого вещества измеряется ве­личиной порядка 10^й т. Первичный географический эффект этой деятельности — появление техногенных форм мезорельефа: тер­риконов (высотой до 300 м), отвалов, карьеров (глубиной до 500 — 800 м). Для городских территорий более 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.), все чаще практикуется создание искусственных намывных грунтов.

Создание техногенных форм рельефа стимулирует вторичные гравигенные процессы. Терриконы и карьеры дают начало обва­лам, осыпям, оползням, отвалы и терриконы подвергаются смы­ву, размыву, развеванию. Пустоты, образующиеся при подземных выработках, часто вызывают проседания грунтов и провалы глу­биной в десятки метров. При откачке подземных вод в больших городах образуются мульды оседания, площадь которых измеря­ется сотнями, а иногда тысячами квадратных километров, а глу­бина достигает 8 — 9м. Уплотнение и оседание грунтов вызывает­ся нагрузками, создаваемыми различными сооружениями и водо­хранилищами.

Побочный эффект техногенного перемещения горных пород затрагивает другие функции ландшафта и приобретает более ши­рокий радиус действия. Так, вследствие дренирующего воздей­ствия карьеров и откачки вод истощаются подземные воды на расстоянии, многократно превышающем ширину карьера. Созда­ние насыпей и дамб усугубляет застой поверхностных вод и забо­лачивание. Особенно велико побочное воздействие рассматривае­мых процессов на геохимический круговорот. Вещество, извлека­емое из земной коры, служит источником перераспределения (рас­сеяния и концентрации) многих химических элементов по всей земной поверхности. Токсичные вещества, содержащиеся в отва­лах пустой породы, золы и шлака теплоэлектростанций и др., вовлекаются в дальнюю миграцию, загрязняя атмосферу, поверх­ностные и подземные воды.

Примерно 1/10 поверхности суши ежегодно подвергается ме­ханической обработке (рыхлению, переворачиванию, перемеши­ванию) — не менее 3 • 10¹² т твердого почвенного вещества. Меха­ническая обработка почвы, резко ослабляющая сцепление твер­дых частиц, в сочетании с уничтожением естественного расти­тельного покрова приводит к нарушению неустойчивого гравита­ционного равновесия в пахотном слое и развитию вторичных гра-вигенных процессов — смыва, линейной эрозии, дефляции. Эти процессы ежегодно уносят с поверхности суши миллиарды тонн почвенных частиц, в районах интенсивной антропогенной эрозии потери могут превышать 30 т/га в год. Вынос материала сопро­вождается аккумуляцией наносов в понижениях и водоемах. В ус­ловиях аридного климата фактором перемещения почвенно-грун-тового материала и образования вторичных форм рельефа может стать интенсивный выпас скота. Во многих ландшафтах, особенно горных, для нарушения гравитационного равновесия достаточно

свести растительный покров, что ведет к активизации эрозии, обвалов, осыпей, лавин, селевых потоков. В области многолетней мерзлоты толчком к гравитационным процессам могут служить всякие воздействия, нарушающие тепловое равновесие в верхней части мерзлой толщи, — уничтожение растительного покрова, строительство, спуск теплых сточных вод и др.

Важная с точки зрения структурно-функционального анализа геосистем особенность гравигенных процессов техногенного про­исхождения — их практически необратимый характер.

Изменение влагооборота и водного баланса. Из всех звеньев вла-гооборота наибольшему целенаправленному преобразованию под­вергается сток. Функционирование геосистем непосредственно затрагивают воздействия, направленные на формирование стока с поверхности водосборов. Один из самых радикальных способов преобразования водного баланса наземных геосистем — искусст­венное орошение, на которое уходит не менее ³/4 забираемой из рек воды. В мире искусственно орошается 2,7 млн км² (1,5 % пло­щади суши). В среднем на 1 га расходуется ежегодно 12—14 тыс. м³ воды. Часть этой воды теряется на инфильтрацию и непродуктив­ное (физическое) испарение и лишь около половины транспи-рируется культурными растениями. Ожидаемый позитивный эф­фект ирригации — производство биомассы — часто сопровожда­ется побочными функциональными изменениями геосистем не­гативного характера, в частности поднятием уровня минерализо­ванных грунтовых вод и вторичным засолением, местами забола­чиванием или эрозией. Кроме того, многократно увеличиваются затраты тепла на испарение, но уменьшается альбедо, в резуль­тате существенно преобразуются радиационный и тепловой ре­жимы.

На богарных пахотных землях примитивная агротехника спо­собствует усилению поверхностного стока. Зяблевая пахота повы­шает инфильтрационную способность почв, тем самым увеличи­вая запасы почвенной влаги, сокращая поверхностный сток и, по-видимому, несколько увеличивая питание грунтовых вод. Лес­ные полосы перехватывают весенний сток с полей, задерживают снег, уменьшают непродуктивное испарение. Травосеяние также увеличивает инфильтрацию и сокращает поверхностный сток. До­полнительный эффект дает снегозадержание. Аналогичное действие оказывает террасирование склонов. В целом любые меры по ин­тенсификации земледелия и повышению урожайности (а следо­вательно, транспирации) ведут к перестройке водного баланса в сторону сокращения поверхностного стока; вместе с тем умень­шается интенсивность смыва почв и эрозии.

В зонах избыточного увлажнения основным фактором воздей­ствия на водный баланс служит осушительная мелиорация. Сток с осушенных болот вначале обычно возрастает, но в дальнейшем

этот процесс может протекать по-разному в различных ланд­шафтах.

На территории городов усилению поверхностного стока спо­собствуют застройка, искусственные покрытия, водостоки, убор­ка снега. Откачка подземных вод может привести к уменьшению и даже прекращению грунтового питания рек (например, р. Моск­вы в пределах столицы страны).

Примерно на 0,3 % площади суши наземные геосистемы заме­щены искусственными водохранилищами. При сработке уровня (в меженный период) часть поверхности дна, особенно равнинных водохранилищ, обнажается и здесь наблюдается своеобразный «земноводный» режим. Прилегающие к водохранилищу геосисте­мы испытывают воздействия вторичных процессов: переработки берегов (размыв, активизация оползней, обвалы, провалы), под­пора грунтовых вод, повышения их уровня и подтопления пони­женных участков, а отсюда — заболачивание лесов, сельскохо­зяйственных и других угодий. Влияние водохранилища на мест­ный климат проявляется в некотором выравнивании температур­ного режима, увеличении влажности воздуха, изменении скорос­ти и направления ветра. Практически значимое климатическое влияние самых крупных равнинных водохранилищ ощущается на расстоянии 1 — 3 км от берега. Подтопление распространяется чаще на сотни метров или первые километры от берегов водохранили­ща. В нижнем бьефе водохранилища из-за прекращения поемного режима нередко деградируют пойменные геосистемы на протяже­нии десятков и сотен километров. В водохранилищах отлагается часть речных наносов, в результате чего сокращается твердый сток рек и уменьшается отложение наносов в устьевых частях морского побережья, в том числе в речных дельтах.

Отдельно нужно сказать о географическом значении интенсив­ного забора руслового стока на хозяйственные нужды, в особен­ности на искусственное орошение. Влияние этого фактора наибо­лее ярко сказывается на состоянии внутренних водоемов в арид­ных условиях, чему наглядным примером служит сокращение площади Аральского моря.

Нарушение биологического равновесия и биологического круго­ворота веществ. Биота чрезвычайно чувствительна к человеческо­му воздействию и подверглась наиболее сильному преобразова­нию. На обширных площадях естественные биоценозы уничтоже­ны и частично замещены искусственными и вторичными, или производными. (Мы не будем касаться истребления многих пред­ставителей флоры и фауны.) Уничтожение и изменение биоце­нозов как главного стабилизирующего компонента геосистемы не­избежно вызывает нарушения структуры и функционирования последней. Площадь лесов на Земле в результате хозяйственной деятельности сократилась, по расчетам некоторых авторов, не

менее чем на 30 млн км² и продолжает сокращаться. Это не могло не сказаться на балансе свободного кислорода в глобальных мас­штабах, не говоря уже о побочных последствиях регионального и локального характера (интенсификация денудационных процес­сов, нарушение водного режима и т.д.). Аналогичные следствия вызывает нарушение травяного, кустарникового, мохово-лишай-никового покрова.

Преобразование растительного покрова как продуцента пер­вичной биомассы сопровождается изменением биологического звена геохимического круговорота. Биологический метаболизм играет важнейшую роль в круговороте углерода, кислорода, азо­та, фосфора и ряда других элементов. Замена естественных биоло­гических сообществ культурными, как правило, приводит к умень­шению общей биологической продуктивности и соответственно интенсивности биологического метаболизма. С урожаем культур­ных растений ежегодно из почвы отчуждаются сотни миллионов тонн зольных элементов и азота. Так, с урожаем пшеницы выно­сится из почвы (кг на 1 га): азота — 70, фосфора — 30, калия — 50, кальция — 30; с урожаем картофеля — соответственно 90, 40, 160, 76.

По некоторым расчетам, почва со средним содержанием ми­неральных веществ может быть полностью истощена в результате изъятия урожая в течение 15— 150 лет. Истощение почвы вызыва­ется также вырубкой леса, корчевкой пней, уничтожением под­стилки. Необратимая потеря химических элементов из почвы свя­зана с механическим воздействием распашки. В США, например, в 30-е гг. прошлого века с полей ежегодно смывалось в реки 1,5 — 3,0 млрд т почвенных частиц и почвы теряли до 40 млн т азота, калия, фосфора. Внесение в почву удобрений не может воспол­нить все потери. В некоторых сильно эродированных районах с полей смывается в 100 раз больше азота, калия и фосфора, чем вносится с удобрениями. При этом удобрения не могут полностью усваиваться растениями и до 40 — 50 % вносимого в почву количе­ства (что составляет десятки и даже сотни килограммов на гек­тар) вымывается с полей и вовлекается в неконтролируемую вод­ную миграцию. Следует также добавить и негативные последствия применения пестицидов, которые попадают в пищевые цепи и прогрессирующим образом накапливаются в тканях организмов. Наконец, в качестве крайней формы антропогенного воздействия на биологическую продуктивность и биологический метаболизм следует напомнить о прогрессирующем отторжении площадей, покрытых растительностью, под застройку и иное непродуктив­ное использование.

Техногенная миграция химических элементов в геосистемах. Тех­ногенный геохимический круговорот — одно из самых специфи­ческих и трудно контролируемых проявлений современного вме-

шательства человека в функционирование геосистем. В процессе производства создаются тысячи новых соединений, большинство из которых вводится в геохимический круговорот непреднаме­ренно в виде отходов производства, различных отбросов, исполь­зованных промышленных изделий. Среди элементов земной коры, вовлеченных в техногенный круговорот, на первом месте стоит углерод (С), далее следуют Са, Fe, Al, Cl, Na, S, N, Р, К, Си, Zn и др.

Многие техногенные элементы начинают миграцию в воздуш­ной среде. Основную массу выбросов в атмосферу составляет ди­оксид углерода СО₂ (не менее 10—15 млрд т ежегодно) — глав­ный продукт сжигания топлива. Ему сопутствуют другие газы, в том числе СО, SO₂, NO₂ и ряд других, ранее уже упоминавшихся в связи с их токсическим действием (см. разд. 4.6). В атмосферу поступают также твердые продукты сгорания топлива и пыль, по­ставляемая многими отраслями промышленности и пыльными бурями. Главный компонент пыли — SiO₂, в ней, кроме того, могут содержаться тяжелые металлы (Pb, Zn, Ni, Co и др.). Круп­ные пылевые частицы быстро оседают на земную поверхность, тогда как самые мелкие (< 1 мкм) распространяются по всей тро­посфере и годами не выпадают на поверхность. Из-за подвижнос­ти воздушной среды атмосферные загрязнители (в том числе ра­диоактивные) способны распространяться на тысячи километров.

Глобальный эффект техногенного загрязнения атмосферы, в особенности увеличения концентрации главного «парникового газа» СО₂, — возможное изменение теплового баланса Земли и всеобщее потепление, однако механизм этого процесса пока изу­чен недостаточно (см. ниже). Влияние техногенных примесей в атмосфере на климат в локальных и региональных масштабах весьма многообразно и особенно ощутимо в непосредственной близости к центрам загрязнения. Над крупными городами возможно обра­зование ядовитых туманов — смогов, в формировании которых участвуют SO₂, NO₂ и многочисленные другие примеси, в том числе канцерогенные. Под действием серной кислоты, содержа­щейся в атмосферных осадках, стены зданий подвергаются хими­ческому выветриванию. Двуокись серы оказывает вредное действие на растительность, в том числе древесную, а также на почвенные микроорганизмы. Часть техногенных воздушных мигрантов попа­дает в почву, растворяется в поверхностных и грунтовых водах, вовлекается в пищевые цепи, некоторые из них, в том числе часть СО₂и СО, поглощаются непосредственно водами Мирового океа­на. Увеличение концентрации СО₂ находит локальное проявление в усилении растворяющего действия водных растворов на извест­няки, доломиты и бетон.

Большинство техногенных выбросов проходит через водный цикл миграции. Некоторые из них сбрасываются непосредственно

в реки и водоемы через канализацию и относительно легко под­даются учету и контролю, притом не оказывают существенного прямого влияния на геосистемы водосборов. Однако значительная часть водных мигрантов поступает в водоприемники более слож­ными путями, пройдя предварительно почвенное, а отчасти так­же атмосферное и биологическое звенья миграции. Их главными источниками служат сельскохозяйственные земли, животновод­ческие фермы, отвалы и терриконы, свалки промышленных и бытовых отходов, рекреационные угодья. Содержащиеся в отходах от этих источников органические и минеральные вещества, среди которых имеются химически очень активные и токсичные, вовле­каются в водную миграцию посредством плоскостного смыва (пре­имущественно талыми снеговыми и ливневыми водами) и ин­фильтрации. К этому следует добавить ту часть атмосферных миг­рантов, которая осаждается в виде пыли или в растворенном виде с атмосферными осадками.

Многие водные техногенные мигранты могут быть вовлечены в биологический метаболизм. Известны виды растений, обладаю­щие избирательной способностью к поглощению тех или иных техногенных элементов и являющиеся их концентраторами. Пове­дение элементов, мигрирующих в почвенных растворах, существен­но зависит от свойств почв. Например, высокое содержание каль­ция в почве способствует сокращению выноса различных элемен­тов; токсичные вещества быстрее удаляются из фаций, формиру­ющихся на легком сухом субстрате со слабо развитой подстилкой; пестициды в условиях холодного климата с длительной зимой, в кислых и гумусированных почвах разлагаются медленнее, чем в теплом климате и в щелочных и малогумусных почвах.

Естественными коллекторами загрязненных поверхностных и грунтовых вод служат реки, внутренние водоемы и моря. Некото­рая часть загрязняющих веществ накапливается на речном дне, но основная функция рек — транзитная. Благодаря проточности рек их загрязнение — процесс обратимый. Притом в речной воде про­исходит частичное самоочищение: часть органических примесей разрушается и минерализуется в результате жизнедеятельности микроорганизмов и водорослей. Внутренние водоемы характери­зуются замедленным влагооборотом (осредненная скорость влаго-оборота у озер Земли в 230 раз меньше, чем у рек), поэтому в озерах и водохранилищах условия самоочищения значительно хуже, чем в реках. Увеличение концентрации в воде азота и особенно фосфора обусловило широкое распространение эвтрофикации водоемов.

Конечное звено водной миграции техногенных выбросов — Мировой океан. Его прогрессирующее загрязнение определяется не только веществами, поступающими с речным стоком, но и непосредственными выбросами нефтепродуктов (при авариях на

танкерах и нефтепромыслах) и промышленных отходов, а также осаждением загрязнителей из атмосферы. Процесс загрязнения Океана в основном необратим. В силу тесного взаимодействия Океана с атмосферой его загрязнение может оказывать опреде­ленное влияние на климат. Так, образование нефтяной пленки приводит к нарушению газового, теплового и водного обмена Океана с атмосферой.

Изменение теплового баланса в геосистемах. Антропогенное воз­действие на радиационный и тепловой баланс земной поверхнос­ти и атмосферы имеет непреднамеренный характер. Различают четыре группы антропогенных энергетических факторов.

1. Преобразование подстилающей (субаэральной) поверхности:
вырубка лесов, создание оазисов, водохранилищ, искусственных
покрытий в городах, осушение болот, запыление поверхности снега
и льда, образование нефтяной пленки и др. Все эти факторы воз­
действуют на радиационный и тепловой баланс через изменение
отражающей способности поверхности и испарения. Локальный,
реже региональный эффект бывает весьма существенным (приме­
рами могут служить города и оазисы).

2. Выбросы тепла в атмосферу в результате производства энер­
гии. Вся вырабатываемая энергия в конечном счете превращается
в тепло и рассеивается в пространстве, причем не менее ²/з энер­
гии, содержащейся в потребляемом топливе, не используется в
производстве из-за низкого КПД и непосредственно уходит в ат­
мосферу в виде тепла. Одним из источников тепла служит вода,
нагретая при использовании для охлаждения на тепловых и атом­
ных электростанциях. Глобальный эффект всего техногенного тепла
выражается в повышении средней температуры воздуха у земной
поверхности примерно на 0,01 °С, но в развитых индустриальных
странах и районах этот эффект значительно сильнее. В крупных
городах количество выбрасываемого в атмосферу тепла соразмер­
но с величиной суммарной солнечной радиации или даже пре­
восходит ее.

3. Увеличение концентрации так называемых парниковых газов и
главным образом диоксида углерода в атмосфере. Многие авторы
придают этому фактору приоритетное глобальное значение, по­
скольку он должен усиливать парниковый эффект и, следователь­
но, вести к прогрессирующему повышению температуры воздуха
на Земле, что в свою очередь будет иметь последствия, катастро­
фические для человечества (таяние полярных льдов, повышение
уровня Мирового океана и затопление приокеанических низмен­
ностей и др.). Однако усилению парникового эффекта должны
сопутствовать процессы с противоположным влиянием на тем­
пературу воздуха (в частности, изменение облачности и увеличе­
ние отраженной радиации). Кроме того, до сих пор отсутствуют
надежные способы количественной оценки баланса СО₂ в атмос-

фере. Выше уже отмечалось, что часть техногенного СО₂ поглоща­ется водами Океана и поверхности суши. Известно также, что повышение концентрации СО₂ в воздухе стимулирует фотосин­тез, и можно ожидать усиления его изъятия за счет роста биоло­гической продуктивности.

4. 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. Соотношение этих противоположных тенденций еще недостаточно ясно.

Суммарный тепловой эффект техногенных факторов наиболее ощутимо проявляется в локальных масштабах, особенно в горо­дах, где действуют все четыре группы факторов, причем опреде­ляющее значение имеет непосредственный выброс тепла. В резуль­тате средние годовые температуры в крупных городах на 1 — 2 °С выше, чем в окрестностях, а зимние могут быть выше на 6 — 7 "С. Если бы циркуляция атмосферы не спасала большие города от перегрева, температура воздуха в них должна была повыситься на десятки градусов.

Что касается глобальных изменений теплового баланса, то их природа пока еще недостаточно изучена. Это объясняется непол­нотой и противоречивостью исходной информации, чрезвычай­ной сложностью глобальных климатических моделей, недостаточ­ной изученностью механизма наблюдаемых процессов. В настоя­щее время отсутствуют надежные способы отделить вклад антро­погенных факторов в происходящие изменения термики атмос­феры от ее колебаний, происходящих в силу естественных при­чин.

Основные вопросы теории антропогенной трансформации геосистем

Интерес географов к проблеме антропогенной трансформации природных комплексов в последние десятилетия XX в. приобрел всеобщий характер. В ландшафтоведении возникло особое направ­ление, известное как антропогенное ландшафтоведение. Однако, несмотря на массовый характер исследований и обилие публика­ций, многое в итогах работ по этому направлению остается спор­ным и противоречивым. В некоторых высказываниях содержалось гиперболизированное представление о возможностях антропоген­ного преобразования ландшафтов. Появились необоснованные ут­верждения о том, что человеческая деятельность по своим масш­табам будто уже сравнялась с природными процессами, а в ряде случаев уже превзошла их, что природные ландшафты стали фун-

12 Исаченко 337

кционировать и развиваться по общественным законам. Распрост­ранился взгляд, согласно которому, большинство современных ландшафтов на Земле — антропогенные или рукотворные¹. Но само понятие антропогенный ландшафт часто трактовалось весьма по­верхностно. Согласно Ф.,Н. Милькову, достаточно изменить лю­бой компонент природного ландшафта, чтобы он превратился в антропогенный.

Подобные суждения вызывают множество вопросов; приведем лишь некоторые из них. В чем состоит сущность антропогенного ландшафта, чем он отличается от природного, перестает ли под­чиняться природным законам? Способен ли человек создать но­вый, в буквальном смысле слова антропогенный ландшафт и за­менить им «старый» природный? Корректно ли называть антро­погенными ландшафтами курганы, старые оборонительные зем­ляные валы, скотопрогоны, вырубки, скопления камней, воз­никшие при очистке полей от валунов, плантации розы, шалфея и лаванды, говорить о ландшафтах малоэтажных и многоэтажных, дорожных, рисовых, чайных? (Это лишь часть подлинных приме­ров «ландшафтов», заимствованных из научной литературы.) Ка­ково место человека в ландшафте, можно ли считать его компо­нентом ландшафта?

Корни многих ошибок и недоразумений в суждениях о так на­зываемых антропогенных ландшафтах лежат в отсутствии четкого представления их авторов о самом ландшафте как базовом поня­тии, родовом по отношению к ландшафту антропогенному.

Когда речь идет об антропогенном ландшафте, очевидно, дол­жна предполагаться определенная соразмерность его с ландшаф­том «вообще» как природной системы. Говоря о соразмерности, имеют в виду не только пространственное соответствие, но и смыс­ловое. Что касается первого, то прежде всего надо заметить, что у каждой географической системы существует некоторое минималь­ное пространство выявления, но у антропогенных ландшафтов такового, по-видимому, нет, они как бы безразмерны и их мини­мальные размеры ничем не ограничены. Это позволило относить к ним объекты, примеры которых уже были приведены, а один ав­тор относил к ним даже триангуляционный знак.

Как известно, понятие ландшафт (независимо от того, тракто­вать ли его в общем или строго таксономическом значении) пред­полагает идею комплекса, со строго обязательным набором взаи­мообусловленных компонентов. Ландшафт не принято именовать по характеру какого-либо отдельного компонента, например «эро­зионный», «еловый», «подзолистый», хотя каждый из этих эпи­тетов даже в отдельности может служить индикатором ландшафта и говорить о большем, чем только о рельефе, растительности или

' См.: Мильков Ф.Н. Человек и ландшафты. — М., 1973.

почве. Но о чем с ландшафтно-географической точки зрения го­ворят определения типа «малоэтажный» или «рисовый»? По су­ществу — лишь о хозяйственном использовании территории или о некоторых элементах, внесенных в ландшафт человеком, но эти элементы никак не привязаны к природной основе ландшафта, органически с ней не связаны, антропогенный ландшафт ото­рван от природного, существует как бы сам по себе. Таким обра­зом, здесь наблюдается смешение понятий. От того, что мы пере­именуем дороги в дорожные ландшафты, а поля пшеницы в пше­ничные ландшафты, ни наука, ни практика ничего не выиграют.

Возможность антропогенного преобразования геосистемы, его глубина и устойчивость результатов воздействия зависят от таксо­номического ранга геосистемы и от того, на какие компоненты направлено воздействие. Игнорирование этих двух кардинальных условий привело представителей антропогенного ландшафтове-дения к очевидным противоречиям с реальной действительнос­тью. Не требуется каких-либо теоретических доводов для доказа­тельства явной неравнозначности роли различных компонентов в механизме антропогенной трансформации геосистем. Изменение животного мира (например, связанное со знаменитым размноже­нием завезенных в Австралию в 1859 г. кроликов) вряд ли может повлечь за собой перестройку климата и рельефа вместе с геоло­гическим фундаментом. Вместе с тем достаточно представить те перемены в животном мире, растительности, почвах, водном ре­жиме, которые могли бы вызвать изменения в любом из назван­ных трех компонентов.

Важно различать две группы ландшафтных компонентов, на­зовем их условно первичными и вторичными. К первым относятся твердый фундамент (вместе с рельефом) и климат, ко вторым — все остальные. Нетрудно показать, что наиболее существенные и устойчивые преобразования в геосистемах происходят в результа­те преобразования (преднамеренного или непреднамеренного) первичных компонентов. Необходимо, однако, особо подчеркнуть, что преобразование твердого фундамента, так же как и климата, возможно, как правило, лишь в локальных масштабах, т. е. на уров­не микро- и мезоформ рельефа, микро- и мезоклимата. А это в свою очередь означает, что практически сколько-нибудь существен­ные, относительно устойчивые перестройки геосистем возможны на уровне систем локальных рангов — морфологических частей ландшафта. Здесь логически перейдем к другому из поставленных выше условий трансформации геосистем — их иерархическому уровню, а следовательно, степени структурной сложности.

При открытых горных разработках или заполнении грунтом оврагов прежние фации и урочища уничтожаются и заменяются новыми. Но для ландшафта это означает лишь некоторое измене­ние морфологической структуры.

В сравнении с фациями и урочищами перестройка и тем более создание нового ландшафта — задача несравненно более сложная и по существу проблематичная. Здесь мы сталкиваемся с принци­пиально иным качественным уровнем организованности геосис­тем. Для коренного преобразования ландшафта потребовалось бы перестроить его первичные компоненты. Что касается климата ландшафта, то основные его черты связаны с потоками тепла и влаги извне, которые не поддаются регулированию. Перспектива создания нового фундамента ландшафта нереальна, ибо это пред­полагает способность человека действовать в масштабах, сопоста­вимых с тектоническими процессами. Иначе говоря, задача сво­дится к управлению зональными и азональными ландшафтообра-зующими факторами. К примерам радикального изменения ланд­шафта можно отнести осушение морского дна. Однако само мор­ское дно имеет естественное происхождение, климат «нового» ландшафта формируется под влиянием природных факторов. И в целом создается весьма неустойчивая природная система, суще­ствующая только при постоянном поддержании антропогенного режима. При искусственном намывании грунта под ним остается «старый» геологический фундамент со всеми его свойствами, на­пример сейсмичностью, от которой человек не в состоянии изба­виться; нарушение сложившегося соотношения суши и моря вы­зывает активизацию береговых процессов, которые будут стре­миться отторгнуть новообразования.

На уровне собственно ландшафта и региональных геосистем более высоких рангов самым существенным преобразованиям под­вергаются вторичные компоненты: биота, почва, влагооборот. Их перестройка обычно вызывает лишь частичное и преимуще­ственно обратимое нарушение структуры и функционирования ландшафта. Всякая геосистема обладает определенной устойчиво­стью к внешним, в том числе антропогенным, воздействиям и после нарушения сложившегося в ходе естественной эволюции равновесия стремится вернуться к исходному состоянию. Однако антропогенные изменения не бывают вполне обратимыми. В зави­симости от ряда условий (характера и интенсивности воздействия, устойчивости отдельных природных компонентов и др.) процесс антропогенезации может привести к новому относительно устой­чивому равновесию между компонентами геосистемы.

Относительно устойчивые необратимые изменения в структу­ре ландшафта возможны в тех случаях, когда вмешательство чело­века дает толчок природным процессам, к которым ландшафт уже подготовлен в силу присущих ему естественных тенденций разви­тия, т. е. направленность антропогенного воздействия совпадает с природными трендами. Такая ситуация создается, например, в гор­ных ландшафтах с неустойчивым гравитационным равновесием или в ландшафтах, расположенных в переходных зональных усло-

виях. В подобных случаях бывает достаточно небольшого толчка, специально рассчитанного или чаще случайного, чтобы спрово­цировать либо ускорить процессы, которые в естественных усло­виях сдерживаются стабилизирующими факторами (главным об­разом растительностью), например заболачивание, деградацию многолетней мерзлоты, оврагообразование, опустынивание. Од­нако механизм саморегулирования в ландшафте не исчезает, от­рицательные обратные связи затормаживают развитие вторичных процессов, в системе восстанавливается равновесие, но это будет уже некоторая модификация исходного ландшафта, с новыми нео­братимыми элементами (эрозионные или просадочные формы рельефа и т. п.). Говорить об антропогенных ландшафтах, основы­ваясь лишь на появлении таких элементов (если при этом ланд­шафт не насыщен непосредственными результатами человеческо­го труда), очевидно нет оснований.

Как уже отмечалось, антропогенным преобразованиям наибо­лее подвержены вторичные компоненты ландшафта, в особенно­сти биота. Устойчивые антропогенные изменения растительного и животного мира наблюдаются повсеместно и основаны на пред­намеренной или непреднамеренной экологически эквивалентной замене одних видов или сообществ другими. Новые элементы био-ты легко «вписываются» в ландшафт, если они находят для себя благоприятные экологические ниши и ранее отсутствовали в силу исторических причин, молодости ландшафта или его изоляции (типичный пример — ландшафты островов) либо оказываются более конкурентоспособными, чем аборигенные сообщества. Это относится и к искусственным лесонасаждениям: они будут устой­чивы там, где природные условия благоприятны для лесов, но они еще не успели сюда распространиться или некогда были вы­рублены. Однако подавляющее большинство искусственных цено­зов неустойчивы и не способны к самостоятельному существова­нию без постоянной поддержки со стороны человека.

Замена биоценозов должна в той или иной степени сказаться на биологическом круговороте веществ, почвообразовании, вла-гообороте, но эти изменения не приводят к коренному преобра­зованию структуры ландшафта, так как его твердый фундамент и климат остаются практически неизменными и новые биоценозы в такой же степени подчинены им, как и исчезнувшие.

Для познания антропогенной трансформации ландшафтов клю­чевое значение имеет исследование последовательной смены со­стояний, вызываемых вмешательством человека, т. е. антропоген­ной динамики геосистем. Динамические смены антропогенного происхождения относительно лучше изучены на уровне локаль­ных геосистем, где они происходят на глазах человека и наиболее доступны для исследования. Локальные геосистемы (фации, уро­чища), испытавшие антропогенные воздействия, представлены

многообразными модификациями исходного природного инвари­анта, находящимися на разных стадиях антропогенезации (т.е. интенсификации воздействия) или ренатурализации (восстанов­ления). Среди них встречаются новые локальные системы, кото­рые можно без оговорок называть антропогенными, они приуро­чены преимущественно к техногенным формам рельефа, напри­мер к карьерам, снивелированным положительным формам. Наи­более многообразны модификации, обычно обусловленные нару­шениями растительного покрова. На месте одних и тех же первич­ных лесных фаций присутствуют вырубки, гари, суходольные луга, вторичные (кратковременно- или длительнопроизводные) леса, кустарники, кочкарники, залежи, пашни с различной степенью окультуренности и различным набором культур.

Отличительная особенность подобных образований — неустой­чивость и относительная обратимость. Они не способны к само­стоятельному существованию и функционируют лишь в постоян­но поддерживаемом искусственном антропогенном режиме, а предоставленные самим себе, стремятся к восстановлению исход­ного естественного состояния. Таковы все угодья, находящиеся в обработке. Посевы могут погибнуть от засухи, нашествия вредите­лей и даже от единичного заморозка; пахотный слой может исчез­нуть в результате единичного ливня или пыльной бури. Вряд ли оправдано представление, что подобные образования — самосто­ятельные (антропогенные) геосистемы, притом сопоставимые с ландшафтами. Понятие об антропогенных модификациях геосис­тем (локального уровня) наиболее адекватно.

Все антропогенные модификации должны рассматриваться как определенные звенья (или стадии) в факторально-динамических рядах антропогенизации или ренатурализации локальных геосис­тем, например пасквальной (пастбищной) или рекреационной дигрессии, лесовосстановительных смен на сельскохозяйственных угодьях и т. п. Процесс ренатурализации может идти разными пу­тями; в определенных условиях он задерживается на некоторой промежуточной стадии, которой соответствует более устойчивая модификация, чем исходный инвариант. Примером могут служить модификации с длительнопроизводными мелколиственными ле­сами на месте коренных темнохвойных, широко распространен­ные на южной окраине зоны экологического оптимума последних (в подтайге, отчасти в южной тайге). В случаях же, когда интен­сивность антропогенной нагрузки переходит за некоторую крити­ческую черту, изменения морфологических частей ландшафта могут оказаться практически необратимыми. Такой результат возможен главным образом при нарушении твердого фундамента. Фации и урочища, нарушенные искусственными твердыми покрытиями, занятые инженерными сооружениями, а также водохранилища­ми, можно считать лишь условно необратимыми, так как в случае

прекращения искусственного режима возникновение ренатурали-зационных смен является лишь вопросом времени.

Как уже было констатировано, собственно ландшафт — систе­ма, несравненно более устойчивая к антропогенному воздействию, чем фация или урочище, и оценка степени его антропогенной трансформированности не может основываться на тех же крите­риях, которые приемлемы для морфологических частей. Тем не менее характер антропогенной нарушенное™ ландшафта наибо­лее ярко проявляется в пространственно-динамических соотно­шениях модификаций его морфологических подразделений, ина­че говоря, — в изменении его морфологической структуры. Хо­зяйственная деятельность человека, как правило, усиливает пест­роту ландшафта, его внутреннее локальное многообразие. Это многообразие, имеющее вторичный характер, является существен­ным признаком современных ландшафтов и может служить осно­вой для их первичного сравнительного ранжирования по степени антропогенной нарушенности.

Предварительная оценка степени антропогенной нарушеннос­ти ландшафтов России была произведена по сетке ландшафтных мезорегионов (провинций и подпровинций) с использованием неизбежно, в силу недостатка необходимой информации, упро­щенной системы антропогенных модификаций. На основании рас­четов соотношения площадей, занятых различными модифика­циями, ландшафтные мезорегионы объединены в группы, кото­рые в первом приближении отражают основные территориальные различия в характере антропогенных изменений ландшафтов Рос­сии (а точнее, их морфологии)'.

На Земле практически не осталось ландшафтов, которые не испытали бы прямого или косвенного человеческого воздействия. Поэтому разделить все ландшафты на природные и антропоген­ные невозможно, ибо нельзя установить ту грань, которая их раз­деляет. Таким образом, теряет смысл термин антропогенный ланд­шафт. Вместо этого можно и нужно говорить о различной степени антропогенизации ландшафтов, или их антропогенной нарушен­ности (трансформированности). К сожалению, возможность стро­гого научного ранжирования всех ландшафтов по этому признаку упирается в отсутствие единой интегральной меры тех измене­ний, которые человеческая деятельность вносит в ландшафты. Для сравнения ландшафтов разных типов и видов по указанному при­знаку целесообразно принять укрупненную четырехступенчатую шкалу для самых общих и приближенных экспертных оценок.

1. Условно неизмененные (первобытные) ландшафты, не подверг­шиеся непосредственному хозяйственному использованию и воз-

¹ См.: Исаченко А. Г. Экологическая география России. — СПб., 2001. — С. 289— 296.

действию, в которых можно обнаружить лишь слабые следы кос­венного воздействия (например, осаждение техногенных выбро­сов из атмосферы в Антарктиде, Арктике и высокогорьях).

2. Слабоизмененные ландшафты, подвергающиеся преимуще­
ственно экстенсивному хозяйственному воздействию (охота, рыб­
ная ловля, выборочная рубка леса), которое частично затронуло
лишь отдельные вторичные компоненты, но основные природ­
ные связи не нарушены и изменения имеют преимущественно
обратимый характер; сюда можно отнести некоторые тундровые,
таежные, пустынные, экваториальные, а также горные ландшаф­
ты, еще не вовлеченные в активный хозяйственный оборот.

3. Нарушенные (сильно измененные) ландшафты, которые под­
верглись интенсивному преднамеренному или непреднамеренно­
му воздействию, затронувшему многие компоненты, что привело
к существенному нарушению структуры, часто необратимому и
неблагоприятному с точки зрения интересов общества, к разви­
тию таких процессов, как обезлесивание, вторичная эрозия и деф­
ляция, загрязнение вод, почв и атмосферы и т.д. Ландшафты этой
группы широко распространены в разных зонах.

4. Культурные ландшафты, в которых структура рационально
изменена и оптимизирована на научной основе в интересах обще­
ства. В настоящее время можно говорить лишь о редких фрагментах
подобных ландшафтов, но им должно принадлежать будущее. Куль­
турный ландшафт — не столько реальность, сколько проблема
конструктивной географии, и об этом пойдет речь в заключитель­
ной главе.

Таким образом, можно сделать вывод, имеющий фундамен­тальное значение: антропогенная трансформация ландшафтов есть природный процесс, происходящий по естественным законам. Всякий антропогенизированный ландшафт, как бы сильно он не был изменен человеком и насыщен результатами человеческого труда, остается частью природы, природной системой и в нем продолжают действовать природные закономерности. Было бы философской ошибкой считать, что ландшафты стали развивать­ся по общественным законам. Общественные законы руководят поведением людей, но не природными процессами в географи­ческой оболочке. Человек не в состоянии изменить объективные законы функционирования и развития геосистем и снивелировать различия между ландшафтами разных зон, гор и равнин и т.д.

Антропогенные объекты физически входят в состав ландшаф­та, становятся его элементами и изучаются в системе природных связей как аналоги природных элементов ландшафта. Антропо­генные формы рельефа выполняют в ландшафте те же функции, что и природные; промышленные выбросы вовлекаются в есте­ственный круговорот, мигрируют, вступают в реакции по тем же законам, что и природные вещества; искусственные сооружения

подвергаются выветриванию подобно горным породам; водохра­нилища испаряют воду, заполняются наносами, зарастают так же, как и естественные водоемы; искусственные насаждения и посе­вы функционируют так же, как и естественные фитоценозы; до­машние животные ведут себя в ландшафте отнюдь не в соответ­ствии с общественными законами.

По мнению В.С.Преображенского, человек выступает по от­ношению к ландшафту не как внешняя сила, а как внутренний фактор; современный ландшафт представляет собой уже не при­родную систему, а природно-антропогенную, причем человек за­нимает в нем положение блока управления¹. Эти соображения да­леко не бесспорны. Как известно, философия рассматривает от­ношение человека к природе вообще. Вопрос же отношения чело­века и ландшафта принадлежит к конкретной науке, и для его решения недостаточно опираться лишь на общие философские представления. С позиций системного подхода взаимоотношения человека и природы находят отражение во множестве частных моделей. Однако не всякая модель подобного рода адекватна спе­цифике географии и конструктивна для решения ее научных за­дач. Так, модель антропоцентрической системы, ядром которой является человек, а природа играет роль внешней по отношению к нему среды, имеет фундаментальное значение для экологии человека, но «не работает» в географии.

Физическое нахождение человека внутри ландшафта не озна­чает автоматически его принадлежности к этой системе по суще­ству. Основной критерий такой принадлежности — наличие сис­темообразующих связей, а сам человек, очевидно, должен быть необходимым структурным элементом (компонентом) всей сис­темы. Человек как сложнейшее биосоциальное явление несомненно связан с каждым конкретным ландшафтом множеством нитей. Непосредственная связь выражается прежде всего в его биологи­ческом метаболизме, который является чисто природным про­цессом. Но за пределами этого процесса лежит обширная сфера производственной деятельности и других общественных явлений, которая связана с ландшафтом преимущественно опосредованно и в разной степени, а в значительной мере и вовсе не связана. Принципиальное отличие человека от природных компонентов состоит в том, что он автономен по отношению к ландшафту; его появление и дальнейшее поведение в ландшафте не предопреде­лено последним. Человек, таким образом, не может принадлежать ландшафту подобно почве или растительному покрову и не явля­ется его обязательным компонентом. Вместе с тем ландшафты возникают и функционируют независимо от человека, и послед­него нельзя рассматривать как внутренний фактор их развития.

¹ См.: Преображенский В. С. Поиск в географии. — М., 1986.

Исследуя взаимоотношения человека и ландшафта, географы, по-видимому, мало задумывались над вопросом: является ли че­ловек внутренним фактором по отношению к ландшафту или вне­шним, но практически большей частью явно или неявно исходи­ли из второго допущения, которое можно рассматривать как ак­сиому или гипотезу. И надо признать, что эта гипотеза себя оп­равдывала.

Более принципиальным является вопрос: перестает ли совре­менный ландшафт быть природной системой и начинает функци­онировать не по природным, а по каким-то «смешанным», еще неведомым природно-общественным законам. Нет надобности еще раз приводить факты о том, что человек видоизменяет ландшафт и вносит в него новые элементы. Но те же факты свидетельствуют: эти элементы функционируют в ландшафте как их природные аналоги по природным законам.

Что касается характеристики человека как блока управления в составе ландшафта, то она по меньшей мере преждевременна. Ее можно отнести в лучшем случае лишь к так называемым геотех­ническим системам, имеющим, как правило, локальный харак­тер. Но даже в системах этого рода управленческая функция чело­века имеет весьма относительное значение и осуществляется в достаточно жестких рамках, определяемых природными законо­мерностями (колебаниями температурного режима и водности, строением геологического фундамента, геоморфологическими процессами и т.д.), не подвластными человеку. Управление ланд­шафтом предполагает разумное вмешательство, согласованное с природными законами, но человек до сих пор чаще действовал как стихийная внешняя природная сила (хотя мотивы его дей­ствия определяются социально-экономическими законами), за что природа мстит ему неожиданными последствиями.