Антропоэкологические системы. Признаки экстремальности

Антропоэкологические системы представляют собой сообщества людей, находящиеся в динамической взаимосвязи со средой и использующие эти связи для удовлетворения своих потребностей. Такие системы различаются в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Большое значение в определении размера антропоэкологической системы имеют природные условия. Наиболее многочисленные современные человеческие популяции (около 80%) обитают на 44% суши в области тропических лесов и саванн и также в зоне умеренного пояса с кустарниковой растительностью и смешанными лесами. На засушливых землях, в пустынях (18% суши), размещено 45% населения.

В разных условиях существования человек занимает различные экологические ниши. Экологическая ниша - это совокупность всех факторов и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид в природе. Антропоэкологические системы отличаются от природных наличием в их составе человеческих сообществ, которым принадлежит доминирующая роль в развитии всей системы.

Взаимоотношения людей и среды в антропоэкологических системах развиваются в двух направлениях: во-первых, происходят изменения биологических и социальных показателей индивидуумов и общества в целом, направленные на удовлетворение требований, предъявляемых человеку природой; во-вторых, осуществляется перестройка самой среды в соответствии с воздействиями и потребностями человека. На протяжении эволюции человечества соотношение этих направлений менялось в сторону преобладания второго. Человек в среде обитания, как уже было сказано выше, является объектом действия экологических факторов и сам является важным экологическим фактором. Отличительная черта человека как экологического фактора заключается в осознанности, целенаправленности и массированности воздействия на природу. Энергообеспеченность, техническая вооруженность людей создают предпосылки для заселения любых экологических ниш. Человечество — единственный вид, имеющий всесветное распространение, что превращает его в экологический фактор с глобальным влиянием.

Благодаря воздействию на главные компоненты биосферы влияние человечества достигает самых отдаленных зон планеты. Например, ДДТ был обнаружен в печени тюленей и дельфинов, отловленных в Антарктиде, где ни один инсектицид никогда не применялся. Это связано со способностью живых организмов к биоаккумуляции, т.е. накоплению в тканях веществ, поступающих в объекты окружающей среды. Различные организмы имеют определенный коэффициент биоаккумуляции.

Коэффициент биоаккумуляции — это отношение концентрации вещества в организме к концентрации его в окружающей среде. Данный коэффициент составляет в среднем: для растений — 0,1, для насекомых — 0,3, для червей — 70, грызунов — до 100, креветок — 1000, устриц — 10 000, рыб — 100 000. Так, например, в озерах США установлено наличие ДДТ в зоопланктоне в количестве 5 мг/кг, в мелких рыбах до 10 мг/кг, в крупных рыбах до 200 мг/кг. В организме птиц, питающихся рыбой, количество ДДТ составило 2500 мг/кг, что приводило к гибели птиц.

Современная научно-техническая революция значительно усложняет взаимоотношения между обществом, производством и природой. Масштабы производственной деятельности, объемы которой неуклонно нарастают, обусловливают изменение качества природной среды и ее ресурсов. Многие результаты производственной деятельности имеют отрицательное воздействие на природную среду: загрязнение воздушного и водного бассейнов, почвы, тепловое загрязнение, повышенный уровень шума, ионизирующего излучения и многое другое. Подход к решению данной проблемы состоит в том, чтобы определить пределы устойчивости биосферы, равновесия природных систем, выявить основные аспекты влияния хозяйственной деятельности человека на естественные процессы в биосфере и предотвратить их негативное влияние.

В результате хозяйственной деятельности человека формируются своеобразные нообиогеоценозы.

К ним относятся технобиогеоценозы, создаваемые в процессе развития промышленных предприятий; агробиогеоценозы, создаваемые в результате сельскохозяйственной деятельности; урбабиогеоценозы образуются в результате строительства городов, поселков, транспортных коммуникаций.

Нообиогеоценоз в отличие от биогеоценоза включает в себя дополнительное, равноправное сообщество, называемое нооценозом. Нооценоз — это совокупность сообществ людей, средств труда и продуктов труда.

Для удовлетворения своих материальных потребностей и обеспечения жизнедеятельности общество должно создавать средства существования. Эту роль выполняют средства труда, посредством которых общество взаимодействует с природой. Результатом этого взаимодействия являются продукты труда. Поскольку основным процессом, определяющим взаимодействие общества и природы в техногенных системах, является процесс труда, наибольшее внимание при изучении взаимоотношений в системе "общество — природа" должно уделяться технологическим процессам и тем изменениям, которые они вызывают в природной среде. При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства, оказывающих влияние на ее функционирование, возникает новая искусственная экологическая система, называемая природно-промышленной системой.

Природно-промышленная или техногенная система — это самостоятельная система, в структуру которой входят промышленные, коммунальные, бытовые, природные, аграрные объекты, относительно устойчивые и самостоятельные, функционирующие как единое целое на основе определенного типа обмена веществом, энергией, информацией. Рационально функционирующей природно-промышленной системой называют такую, которая имеет минимальные материальные затраты при условии получения планируемого объема промышленной продукции и обеспечения необходимого качества окружающей природной среды.

Границы техногенной системы определяются границами зоны влияния на окружающую среду промышленных предприятий, входящих в систему. Главным компонентом техногенной системы, определяющим направление деятельности и характер ее воздействия на окружающую среду, является ее промышленное звено. В структурной схеме промышленного звена выявляются объекты основного производства, предприятия вспомогательного производства, объекты энергетики, организации по строительству и реконструкции действующих промышленных предприятий.

Продукцией промышленного звена считается вся продукция, которая отправляется за пределы природно-промышленного комплекса, а также предназначенная для удовлетворения собственных нужд и поддержания заданной продуктивности системы. К продуктам промышленного звена относятся и отходы производства: газообразные, жидкие, пылевидные промышленные выбросы, тепловые потоки и шум, загрязняющие окружающую среду.

Вспомогательные производства включают в себя организации, деятельность которых связана с обслуживанием основного производства. В него входят ремонтно-механическая база, промышленный транспорт, склады готовой продукции, сырья, оборудования, а также предприятия, обеспечивающие строительство новых и реконструкцию действующих основных предприятий, энергетических объектов, транспортных магистралей.

Коммунально-бытовое звено обеспечивает жизнедеятельность людей, занятых в промышленности и на предприятиях по производству сельскохозяйственной и другой продукции природно-промышленного комплекса. Основными объектами этого звена являются предприятия питания, торговли, медицинские учреждения, общественный транспорт, культурные и учебные заведения, рекреационные объекты (парки, стадионы, пляжи). Продукцией коммунально-бытового звена считаются продукты, потребляемые населением, а также отходы и выбросы коммунально-бытовых предприятий.

Основная особенность экологической системы, в составе которой функционирует природно-промышленный комплекс, состоит в том, что практически все компоненты этой системы находятся под постоянным воздействием промышленных предприятий и испытывают на себе их влияние. Сельскохозяйственные, лесные и другие угодья, расположенные на территории техногенной системы, как правило, начинают хиреть, а иногда и полностью деградируют. В связи с этим наиболее рациональным является выделение под промышленные комплексы неплодородных земель.

На территории природно-промышленных комплексов страдает и качество сельскохозяйственной продукции. Это происходит потому, что определенная часть промышленных выбросов может вовлекаться в естественный круговорот веществ природных сообществ и попадать в организм человека, который является полноправным звеном в экологической цепи питания. Поэтому сельскохозяйственные угодья, расположенные на территории промышленных комплексов, должны оцениваться не только по продуктивности, но и по качеству получаемой продукции.

В экологическом аспекте особенно важно определить пути распространения выбросов и отходов производства в экологической системе, выявить их долю в общем круговороте веществ, оценить качественные и количественные изменения, происходящие в природных объектах, провести экспертную оценку воздействия различных технологий на окружающую среду и выбрать наиболее целесообразные с этих точек зрения.

Особая роль в решении этих задач принадлежит инженерной экологии, которая определяет интенсивность взаимодействия техногенной системы с окружающей средой, степень его рациональности и комплексности. Инженерная экология, используя специальные методики, предоставляет сложную научно-техническую информацию о состоянии природно-промышленной системы, ее границах, степени влияния собственно на природную среду, перспективах ее развития.

Аспекты анализа взаимодействия "общество — среда" проиллюстрированы на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Три аспекта анализа взаимодействия "общество — среда" в глобальной экологии: а — социальная экология; б — экология биосферы; в — экология человека