3.3 Сохранение системно-экологической надежности природных образований

Экологический аспект. Остановимся на нем подробнее, т.к. от его понимания зависит прогноз и планирование системы природных охраняемых территорий.

Любой организм существует до тех пор, пока он способен быть в состоянии гомеостаза, т.е. равновесия в обменных процессах. Это равновесие может быть различным. Тайга, луг на ее месте и подвижные пески - каждое из этих образований обладает динамическим естественным равновесием и, как показывают наблюдения, может существовать в одной и той же географической точке. Такие примеры дает, в частности Забайкалье, где в зависимости от степени антропогенного нарушения природного комплекса создаются ряды относительно равновесных систем: сосняк - суходольный луг - развеваемые пески. При этом, лес, луг или пески доминируют на значительных пространствах и таким образом определяют тип равновесных систем в региональном масштабе. В приведенном примере тайга - прошлое, суходольный луг - промежуточное, развеваемые пески - предельное и крайне нежелательное состояние естественного равновесия. В обобщенном целом стремление людей направлено на поддержание такого характера естественного равновесия, которое в наибольшей степени соответствует хозяйственным нуждам и устремлениям человечества, т.е. наивысшей биологической продуктивности или, чаще, наибольшей полезной отдаче - урожайности. В этом смысле подвижные пески не идут ни в какое сравнение с тайгой или лугом.

Природно-системное экологическое равновесие складывается путем интеграции балансов в экосистемах разного иерархического уровня - от биогеоценоза до биосферы. В таких больших системах наблюдается положительная обратная связь между подсистемами и системой в целом, т.е. равновесие в биоме зависит от его наличия в ландшафтах, и, наоборот, без равновесия в ландшафтах не может сохраниться равновесие в биоме. Существует и определенное соотношение между агротехнически освоенными территориями и «дикими» экосистемами. За пределами некоторого допустимого максимума освоения происходит деструкция большой системы, т.к. преобразование элементарных ее составляющих ограничено свойствами обратных связей между ними и системой в целом.

Для рассмотрения этого вопроса воспользуемся графической моделью, отображающей фазы относительно равновесного состояния природных систем высокого иерархического уровня в ходе развития неуправляемой системы «человек - природа».

0. Нулевая фаза равновесия на схеме соответствует «природе без человека». Природные сукцессионые процессы ведут к образованию климаксовых сообществ. При максимуме биомассы такие системы обладают минимальной биологической продуктивностью.

1. В качестве первого этапа будем рассматривать крупную природную систему с развитым сельским хозяйством на значительных пахотно-земельных площадях, но с сохранившимся преобладанием «дикой природы» (пример - юг Сибири). Такие природные системы, обладая наивысшими природно-динамическими качествами, обычно не дают максимума полезной человеку продукции в силу неполного вовлечения природных ресурсов в хозяйственный оборот. Поскольку на этом этапе природа еще мало нарушена, то территориально-экологическое планирование, в том числе выделение охраняемых природных участков, можно проводить с наименьшими социально-экономическими затруднениями. Еще имеется «чистая доска» для рациональных преобразований. При экологически грамотном ведении дел можно сохранить этот тип равновесия с получением максимума полезной продукции. При этом, охраняемые природные территории при оптимальном их размере и размещении станут служить механизмами для поддержания рационального типа равновесия, гарантами против нежелательных его смещений, конечно при условии, что антропогенные нагрузки на регион в целом не превысят допустимых размеров.

2. На второй фазе равновесного состояния конечным сукцессионным этапом восстановления экосистем служат узловые сообщества, соответствующие природно-антропогенному, а не чисто природному естественному режиму. Такие системы дают наивысший хозяйственный эффект, но лишь в случае сознательного или стихийного выделения значительных природных охраняемых территорий различных типов, сохраняющих все природное разнообразие на уровне восстановления длительно-производных и узловых экосистем. Если это условие не соблюдается, то большая природно-антропогенная система переходит в новую, относительно устойчивую фазу 3.

3. На этой фазе, общая полезная продукция начинает уменьшаться. Процесс снижения продукции, как правило, бывает затушеван применением различных агро- и лесотехнических приемов применением химических удобрений, пестицидов и т.п. Однако, это приводит лишь к возрастанию скорости деструкции экосистемы и заметному замедлению восстановительных процессов. В этих условиях требуются незамедлительные мероприятия по расширению системы природных охраняемых территорий, т.к. только они способны создать предпосылки для оздоровления всей экологической региональной системы.

4, 5. Дальнейшее развитие процесса идет стремительными темпами: на следующих фазах (4 и 5) баланс носит временный характер. Как правило, выделение природных охраняемых территорий здесь затруднено по социально-экономическим причинам, а относительный размер их должен быть очень велик. В результате охраняемые участки создаются, как правило, уже после полной деструкции экосистем, превращения их в малопродуктивную пустыню. Необходимость их сохраняется лишь на периферии района, т.к. в центре кризисного участка возникает «естественный заповедник» - бесплодная, незаселенная или очень редко заселенная людьми пустыня.

4, 5, 6. Сдвиг в естественном равновесии сильно нарушенных экосистем почти не поддается исправлению в силу колоссальной капиталоемкости таких мероприятий. Кроме того, при развитии на больших площадях он ведет к деформации балансовых процессов в крупных экологических системах.

Пример: сахельская трагедия. Девять лет в шести западноафриканских странах (Мавритания, Сенегал, Мали, Верхняя вольта, Нигер, Чад) царила страшная засуха. Озеро Чад почти нацело пересыхало, и его можно было пересечь вброд. Падеж скота местами достигал 80%. Уровень воды в реке Нигер понизился настолько, что не хватало гидроэнергии для холодильников, и сохранить туши павшего скота было невозможно. От голода погибло множество людей, в том числе практически все дети до 2 лет. Это страшные цифры. Однако, сахельская трагедия не была неожиданной. Ученые предсказывали ее еще в 40-х годах. Первопричиной ее был сдвиг экологического равновесия сначала до уровня пастбищной олигокультуры и посевной монокультуры (уровень 4), что требовало сведения лесов и уничтожения колючих ксерофитов. Вторым этапом был значительный перевыпас и уничтожение растительности (переход на уровень 5). Пока сохранялись благоприятные погодно-климатические условия, естественное равновесие в биоме преобразованных саванн было способно сдерживать натиск Сахары. Многолетняя засуха сдвинула это равновесие в сторону дальнейшей ксерофизации (уровень 6). Пустыня двинулась на юг со скоростью 50 км в год. Шаткое равновесие в экосистеме сухих саванн и полупустынь было разрушено его преобразованием на уровне примитивных агроценозов. Ландшафтная экосистема не выдержала многолетней засухи, пустыня двинулась на пастбища, наступила катастрофа. Сменился тип природных образований: пустыня заменила саванну.

Возникает вопрос об источниках и средствах, позволяющих получать дополнительное количество полезной продукции без угроз деградации природной среды. Безусловно, доминирующую роль тут имеют факторы социального развития человечества, овладение новыми технологиями, новыми эффективными способами использования ресурсов. Однако, определенную роль в этом играет саморасширение ресурсной системы. Рассмотрим этот процесс.

Климаксовые экосистемы обладают наибольшей биомассой, но наименьшей биологической, и тем более хозяйственной продуктивностью. Наоборот, такие омоложенные экосистемы, как пашни, т.е. агроценозы, имеют минимальную биомассу, но способны к максимальной производительности. Чем сукцессионно моложе природный комплекс, тем он продуктивнее для человека. Однако, как видно из рассмотренной схемы, слишком большое сукцессионное омоложение приводит экосистемы к деструкции. Следовательно, задача заключается в поддержании целесообразного экологического равновесия на уровнях 2 - 1, в крайнем случае - на уровне 3, не допуская явлений, ведущих к балансам типа 4 и 5.

Вернемся к нашей схеме, чтобы рассмотреть оптимальное управление экологическим равновесием. Антропогенную пустыню при достаточных экономических вложениях можно с помощью фитомелиорации вернуть в состояние 5. С возникновением нового биоклимата и биогеоценотического круговорота начнут возникать участки естественной растительности, сначала кратковременно-производной (4), а затем, на следующей фазе положительной трансформации среды, и длительно-производной (3). Природоохранные мероприятия требуют максимальных усилий на фазах 4-6, далее искусственные лесонасаждения и тому подобные акции будут постепенно заменяться естественным лесовозобновлением и ходом природных сукцессий, пока не установится наиболее рациональный для хозяйства баланс.

В случае, когда речь идет не о восстановлении прошлого экологического равновесия, а о сдвиге исконно-естественного баланса в более рациональную для хозяйства сторону, управление природными процессами должно создавать максимальное разнообразие в больших природных системах (0 - 1) с сохранением потенциальной возможности развития экосистем до климаксовых фаз сукцессии.