Природные системы, как субъекты природопользования. Структура и свойства природных систем. Социально-экономические функции. Потенциал природных систем.

Природная среда, как объект природ-ния в настоящее времы занимает большую часть геогр-й оболочки Земли. Геог-кая об-ка земли назыв-я Вернадским биос-й вкл-т в себя часть литосферы, атм-ры, а так же всю гидр-ру, зоосф-ру, фитосферу, т.е. все эти компон-ты тесно взаим-ны между собой поср-вом круговоротов в-тв и обмена энергией, именно в этой обол-ке сущ-т жизнь и в ней воз-ло и развив-ся челов-кое об-во.

Данная оболочка имеет очень сложную простр-ную стр-ру, включ-щую множ-во иерар-ки подч-х комплек-в более низких рангов. Эти комп-сы в географии наз-ся геосистемами, а в экологии экосистемами.

Геосист-мы – это закон-ное сочетание взаимос-х биотических и абиотич-х компон-в, а так же соподчин-х компл-сов, отн-но огран-х в прост-ве и функц-щие как единое целое.

Синонимами пон-я геосистема яв-ся такие понятия, как ландшафт, природные территориальные комплексы.

Экосистема – это совок-ть живых организ-в и окруж-я их неживая природа, состав-щая единое целое на основе круговорота в-тв и обмена энергией.

Сходс-ва между геосист-ми и экосистемами закл-ся в:

1 в них входят одни и те же компоненты с одними и теми же свой-вами и мех-ми функц-ния.

2 все эти комп-ты взаим-ны поср-вом круговорота в-тв и потоков энергии. Среди этих компонентов наиб-ю роль играют болота, вода и воздух. Они опр-т многие проц-сы, проис-щие в природе и однов-но яв-ся более мобильными и самыми уязв-ми частями прир-х систем.

3 оба типа прир-х систем яв-ся открытыми, т.е. они обмен-ся вещес-м и энергией с внешней по отнош-ю к ним средой.

Различия между геосис-ми и экосистема:

1 в направл-ти изучаемых связей: экосистемы – это биоцентр-кие системы, т.е. в них глвным компонентов яв-ся биота или живые орг-мы, поэтому здесь выдел-ся связи, напр-ные от ф-ров среды к биоте. Особое внимание удел-ся пищевым связям. Геосистемы полецентричны, т.е. все их компоненты равноценны, сл-но равноз-ны по своему значению, как прямые, так и обратные связи, возн-щие между ними, т.е. геосис-ма рассмат-т более широкий круг связей и отношений.

2 закл-ся в хар-ре выделения прост-х границ. Чётких простр-х грниц у экосистем нет. Экосистема (капля воды, аквариум, болота, таёжные леса, океан, биосфера в целом).

Н-р, геосис-ма имеет чёткие прост-ные границы, к-рые выдел-ся на основе приз-в, дост-но хорошо разраб-х в географии.

Существует 3 уровня разм-ти ПС:

1 планетарный или глобальный уровень, он предс-н всей биосферой, а так же её наиболее крупные составные части (материки, окены, климатические пояса).

2 региональный. Сюда входят крупные регионы, обос-е к-рых связано с действием геодин-х и макродинамических ф-ров (природ-е зоны, ландш-ные оболочки, мегаэкосис-мы и прочие, физико-географ-е страны и др.)

3 локальный уровень – это небольшие территории, обособляющие влиянием мезорельефом и гидроклим-ми особенн-ми (различные урочища, фации, локальные экосистемы, микроэкос-мы и др биогеоценозы).

В сфере хозяйственной человека наиб-ю роль играют системы локального и регионального уровней.

С позиции природ-ния ПС выполняют 2 основные ф-ции:

1 Жизненная.

2 хозяйственная, ПС – источник ресурсов и прост-ная структура для экономической активности людей.

Чаще всего понятие экос-ма исп-ся в тех случаях, когда речь идёт об использовании и охране биоты и др эколоч-х фак-рах.

Понятие «геосис-ма» обычно исп-ся когда речь идёт об использовании ландшафтов. Т.о. понятие гео и экосистем тождественны и они взаимодопол-т друг друга.

Б) ПС – это сложные прост-но временные образования. Они состоят из прир-х комплексов разл-х рангов, между комп-ми котор-х возн-т сложные взаимосвязи.

Совок-ть наиболее уст-х связей между компонентами и соподчин-ми компл-ми системы наз-ся структурой.

В прир-х системах разл-т пространс-ю и временную структуру.

Простр-ная стр-ра рассм-ся как порядок расположения состав-х частей природной системы, их соотн-я и хар-р взаимосвязей между ними как по вертикали, так и по горизонтали.

Временная стр-ра прояв-ся в виде сезонных ритмов и многолетней переест-ке существ-х связей. Изучение ст-ры ПС позв-т выявить самые устойчивые св-ва прир-х систем:

1 целостность – это внутреннее единство системы, обуслов-ное тесными взаим-ми между её составными частями. Благодаря взаим-м изменение одних прир-х компонентов неиз-но ведёт к изменению других компонентов, что в конечном итоге может привести к переест-ке всей структуры (неумеренный выпас скота способ-т вытаптыванию и выеданию территории и дальше опустыниванию. Выброс парниковых газов в атмос-й воздух приводит к изменению климата, на одних территориях опуст-ние, на др поднятие уровня МО.

2 устойчивость – это св-во прир-х систем сохранять или восстановить свою струк-ру и ф-ции при воздей-ии внешних фак-ров. Устой-ть харак-т способ-ть ПС нормально функцион-ть в опред-м диапазоне физико-геогр-х условий и техногенных нагрузок. В общем плане устойчивость зависит от инвариан-х свойств природных систем, а так же от интенсив-ти и продол-ти внешних нагрузок.

Разные ландшафты могут неодинаково реагир-ть на аналогичные нагр-ки, н-р, тундра и степь.

В каждой конкретной ситуации мех-мы устойч-ти и её порог имеют свои особенности, т.е. в каждом конкретном случае имеется опред-й компонент системы, а так же механизмы её активации. Представление об уст-ти природных систем тесно связано с понятием состояние ПС.

Состояние ПС – это х-ка её важнейших св-тв за опред-й более и менее длительный пром-к времени (сезон, год или больше).

Выдел-ся 3 формы проявления уст-ти природных систем:

1. инертность – это сп-ть ПС сохранять своё исходное или близкое к нему состояние в течение заданного интервала времени.

2. восстанав-ть – это сп-ть ПС за опр-й пром-к времени возв-ся в исходное или близкое к нему состояние после выхода из него в рез-те воздей-я внешнего ф-ра.

3. пластич-ть – это наличие у ПС неск-ких устой-х состояний и их сп-ть перех-ть из 1-го состояния в другое при внешнем воздействии, сохраняя свои инвариантные св-ва. Исходя из сказ-го можно сделать вывод: устой-м счит-ся такое сост-ние сист-мы к которому она самопр-но возвр-ся, будучи выведя из него какими-либо силами.

В естест-х условиях устойч-е состояние поддер-ся за счёт механизмов саморегуляции. Однако в настоящее время антроп-ные нагр-ки прев-т допуст-мые пороги уст-ти ПС и эти мех-мы часто не срабат-т. в р-те с-ма переходит в неуст-вое состояние, когда наб-ся переест-ка структуры и измен-ся реак-я сист-мы на внешнее воздействие.

3 изменчивость – это сп-ть ПС переходить из 1-го состояния в другое под дейст-м внешних и внутренних сил. Наиболее подв-ны изменению такие компоненты системы, как атмосф-й воздух и вода, самыми устой-ми яв-ся горные породы и рельеф. Изменения могут быть обратимыми и необратимыми. Если ПС в рез-те какого-либо внешнего возд-вия изм-ся, затем за относ-но короткий период времени равн прод-ти жизни одного, 2-х поколений людей возв-ся к исходному состоянию, то измен-я носят обратимый характер. Чаще всего они вызваны нарушениями вторич-х комп-в ПС, почв, воды, иногда биоты. Если проис-т нарушение первичных элементов, то ПС к исходному состоянию не возвр-ся и изменения будут необр-ми.

По глубине трансф-ции ПС различают:

1 функционирование ПС

2 динамику ПС

3 эволюцию ПС.

Функционирование – это совок-ть процессов передачи и прев-ния в-ва и энергии, поддер-х сис-му в опред-м сост-ии. В рез-те этих проц-в проис-т неб-шое кол-ное изменение компон-в природы, которые нередко имеют ритмический характер.

Динамика – направ-ое изменение ПС, которое совер-ся в рамках её стр-ры и носит обратимый характер, н-р, субцессии (демутационные субцессии, в рез-те вырубок, пожара и др.).

В процессе динамики наб-ся более глубокие изменения, чем функц-ние, но они не ведут качест-й перестройки структуры.

Эволюция – это необ-мое направ-ое изменение ПС, прив-щее к коренной переест-ке её структуры. В ходе этого проц-са проис-т качест-ное преоб-ние компон-в природы и формируется новые природные системы, причём в прир-х системах смена структур идёт постепенно, а при интенсивном антроп-м воздействии она может знач-но ускориться и приводить к полной деградации системы.

Обычно изменения ПС нач-ся с преоб-ния 1, 2-х компонентов, а остальные трансформ-ся благ-ря верт-м и гориз-м связям.

Связи могут быть:

- прямыми (изм-ся гидрол-й режим --- влажность--- растит-ть и др).

- обратные.

Обратные связи подраз-ся на:

- положит-ные

- отрицательные.

Именно отрицат-ные обратные связи яв-ся основным рычагом саморег-ции ПС, а сл-но опр-т их уст-ть и стр-ру.

Саморегулирование – это способность сист-ы, без вмеш-ва из вне поддер-ть своё состояние, несмотря на изменение внешних факторов. Саморегул-ние осущес-ся до тех пор, пока проц-сы, прот-щие в ПС спос-ны нейт-ть нежелат-ное воздействие. Если защитные мех-мы истощ-ся, сист-ма либо раз-ся, либо вынуж-на менять свою стр-ру.

4 самоорганизация – спос-ть системы к изменению стр-ры, путём переест-ки внутренних связей – ещё одно св-во ПС. Благодаря этому св-ву ПС способна поддер-ть эколог-е равновесие, т.е. сбалансиров-ное соотношение между приходом и расходом в-ва и энергии. В этом случае изменения связаны с внешним воздействием как бы компенс-ся проц-ми саморегулир-я и самоорганизации. В рез-те форм-ся отн-но устойчивые сист-ы, спос-ные поддерживать отн-но динамическое равновесие с ОС.

Рассмот-е св-ва ПС опр-т условия их исп-ния в хоз-й деят-ти людей.

В) социально-экономич-кие ф-ции ПС – это удовлетворение гео и экосистемами материал-х, эколог-х и др потреб-й людей в пр-се взаим-я об-ва и пр-ды.

Природные сист-ы выпол-т след-е ф-ции:

1 ресурсосод-ние и ресурсовоспр-ние, т.е. система располаг-т возоб-ми и невоб-ми ресурсами и сп-ны воспр-ть биоту, почвенное плодородие и частично воду.

2 средосод-щая и средовоспр-ая ф-ция, т.е. ПС поддер-т необх-мое для человека условия жизни и выступает как среда для отдыха и восстановления здоровья.

3 природоохранная, т.е. ПС опр-го ранга (запов-ки, заказ-ки и др) сохр-т биоразн-зие как в целом разно-х прир-х объектов, так и в пром-х и имеющих иное практ-кое значение объектов.

4 ассимиляционная, трансформир-щая ф-ция, т.е. ПС накапливают и поглощают и преоб-т, разлгают згрязнения, поступающие в виде отходов производств, тем самым предотвращая или ослабляя негативные последствия их влияния лпя жизни человека.

5 экономическая, ПС яв-ся простр-м базисом, т.е. местом для размещения хоз-й деят-ти и населения людей.

6 научно-исследов-кая ф-ция, ПС яв-ся естест-ми лабораториями для механизмов взаимос-й между биот-ми и абиотич-ми компонентами в целях разр-ки путей рацион-го испол-ния прир-х богатств.

Больш-во случаев ПС полифунк-ны, т.е. выполн-т много функций, тем не менее сущест-т взаимоиск-ние потр-ти, привод-щее к ограничению числа выполняющих ф-ций.

Поскольку потребности об-ва и св-ва их удовлет-ния изм-ся, ф-ции ланд-тов не ост-ся пост-ми.

При смене ф-ций ПС возможны 2 варианта: 1-й связан с хозяйст-м первичным освоением ещё не вовлеч-м в использ-ние территории, при этом ПС рано предс-е чисты.

Прир-е комп-сы впервые приоб-т СЭФ.

2-й вариант предп-т изменения уже имеющ-ся ф-ций ПС.

Г) Выполнение ПС каких либо СЭФ зав-т от потенциала систем и от деят-ти чел-ка по его использ-нию.

Потенциал ПС – это предельный запас произ-х и экологич-х ресурсов, которые можно использовать без сущест-го нарушения их св-тв и ф-ций.

Произ-ные р-сы - компон-ты и эл-ты природы, использ-е в сфере материального произ-ва (биолог-кие р-сы, почвы и др виды прир-х ресурсов).

Эколог-кие р-сы – средооб-щие комп-ты и элем-ты ПС (эколог-кие, рекреационные).

Для практ-х целей выд-ся след-щие частные потенц-лы ланд-в:

1 биотический потенциал – это спос-ть ПС воспр-ть биомассу, создавать условия для постоян-го повторения этого процесса, поддер-ть и восстанавливать плодородие почв.

Интегр-й мерой биотич-го потен-ла служит величина ежегодной первичной прод-ции биомассы, создаваемой растениями за год. В каждой ПС есть свой предел возобновления, который нужно учитыв-ть при эксплуатации.

Водный потен-л – это спос-ть ПС транс-ть получ-ю из атм-ры влагу, таким образом, чтобы она исп-сь не только раст-тью, но и образ-ла отн-но замк-й круговорот, в который мог вкл-ся и человек. В первую очередь антр-ные измен-я влияют на почвенные и биол-кие звенья круговорота воды, а так же на стр-ру водного баланса в целом.

3 минерально-ресурсный потенциал – это сп-ть ПС аккумулировать или изменять отдельные в-ва или носители энергии, которые могут быть использ-ны для нужд об-ва (строит-ные материалы, энергоносители, минер-е сырьё и др.)

4 строит-й потенциал – это пол-е в ПС подх-х условий для застр-ки территорий. Стр-ра, св-ва и эст-ка ланд-в в общем порядке уст-ся в ландшафтном планировании.

5 Рекреационный потенциал – это совокупность природных и культурно-исторических условий полож-но влияющ-х на орг-м чел-ка и обесп-х восстан-е его здоровья и работосп-ти. Это та часть прир-х р-сов, к-рые исп-ся для отдыха, туризма и др. Выдел-ся рекр-нные ланд-ты: зелёные массивы, лесопарковые комплексы, живописные места, городские пляжи, курортные зоны.

6 потенциал самоочищения – спос-ть ПС выносить и разлагать различные в-ва раз-го проис-я.

Мв

Рс = ------- где,

Мн

Мв – масса вынесенного из ПС вещества.

Мн - масса накопл-го в ПС в-ва.

Изходя из рез-тов отраж-х потен-л самоочищения выд-т 3 типа ПС:

1 при пот-ле более 1, ПС обладает высоким потенц-м самооч-я, это х-но для хорошо дрен-х систем с промывным режимом почвы.

2 ПС со средним потенциалом 1>Pc>0,5. к ним от-ся участки с дренир-ми почвами, с небол-ми учас-ми забол-х почв.

3 ПС с низким потенциалом самооч-ния Pc<0,5. к ним от-ся заболоч-е низины, болота, озёра.

7 природоох-й потенциал – это св-во ПС сохранять и восст-ть генофонд биораз-зия и уст-ть ПС. Наиб-м природо-охр-м потенц-м обл-т ПС, полн-ю иск-ся из хозяй-й деят-ти чел-ка. При рац-ном исп-нии потен-лов ПС треб-ся обяз-й учёт их целост-ти и стр-ры, опр-ние функ-го назн-ния систем и их уст-ти к выбранному виду антроп-х возд-й и разр-ка мер по пред-нию негат-х послед-й вмешательства человека.

Изъятие произ-х и эколог-х рес-в не дол-но выходить за рамки рассмат-х потенциалов, т.к. их превышение ведёт к разрушению ест-х механизмов регулирования ПС.