В случае стационарного источника,
на начальном этапе его функционирования
аномалии имеют аккумулятивный характер,
а затем в зависимости от интенсивности
источника и условий рассеяния
и самоочищения среды приобретают стационарный
характер по уровню содержания элементов.
Опасность стационарных аномалий заключается
в том, что при невысоком уровне аномальности
они могут и не сказываться заметным образом
на состоянии биоты. Однако воздействие
в течение длительного времени может иметь
кумулятивный эффект. Подобным образом
возникают техногенные биогеохимические
эндемии, проявляющиеся не только в нарушении
жизненных функций данного организма,
но и изменяющих генетический код. Для
характеристики локальных техногенных
аномалий используют коэффициент техногенной
концентрации (Кк) по сравнению с содержанием
в "фоновых" незагрязненных ландшафтах
отдельных химических элементов и суммарный
показатель загрязнения (Кс) равный сумме
Кк всех накапливающихся элементов.
Кс = SКк – (n –1),
где Кк – коэффициенты концентрации техногенных
элементов больше 1, n – число элементов
с Кк больше 1. Суммарные показатели определяются
для различных компонентов ландшафта
– почв, снега, растений, донных отложений.
Распределение этих показателей позволяет
выделять и районировать аномалии в зависимости
их удаленности от источника загрязнения.
Форма и протяженность техногенной аномалии
зависит не только от мощности источника
загрязнения, но и от направления и силы
преобладающих ветров местной циркуляции
воздушных масс. Техногенные элементы,
поступающие на поверхность почв, включаются
в радиальные и латеральные миграционные
потоки, и в результате латеральной миграции
геохимически подчиненные ландшафты (склоны,
долины рек, депрессий рельефа) имеют более
высокие коэффициенты концентрации, чем
автономные ландшафты. Техногенные аномалии
имеют сложную структуру, отражающую современную
миграционную структуру тех ландшафтов,
в которые вторгается техногенный поток.
Большую роль при формировании техногенных
аномалий имеют геохимические барьеры.
Педогеохимические факторы, контролирующие
формирование техногенных аномалий. Почвы
являются фильтрами для многих загрязняющих
веществ. Первый техногенный "удар"
принимают, наряду с растительностью,
почвы прежде всего самые верхние, самые
ценные, обогащенные органическим веществом
и корнеобитаемые горизонты.
Поступающие в почву техногенные вещества
подразделяют на: педохимически активные
и биохимически активные. Педохимически
активные меняют кислотно-щелочные или
окислительно-восстановительные условия,
это могут быть щелочи и минеральные кислоты,
физиологически кислые соли. Сильное подкисление
или подщелачивание может сказаться и
на почвенной биоте. Биохимически активные
техногенные вещества действуют на живые
организмы. Общее изменение почвенно-геохимических
условий возникает не сразу, а вследствие
нарушения почвенной биоты. К биохимически
активным относится ряд органических
и органо-минеральных веществ: пестициды,
гербициды, дефолианты, тяжелые углеводороды,
токсические микроэлементы, ртуть, мышьяк,
селен, свинец, кадмий, хром, никель, радиоактивные
и др. Буферность почв как и всей геосистемы
по отношению к воздействию техногенных
потоков зависит от совокупности процессов,
выводящих избыточные деструкционно активные
продукты техногенеза из биологического
круговорота:
1. процессов вымывания токсичных веществ
за пределы почвенного профиля;
2. процессов консервации токсичных веществ
на геохимических барьерах в недоступных
живым организмам формах;
3. процессов разложения токсичных химических
соединений до форм, неопасных для живых
организмов.
Биогеохимические факторы, контролирующие
формирование техногенных аномалий. В
миграции техногенных химических элементов
в геосистеме существенную роль играет
растительность. Большое значение имеет
видовой состав, разнообразие и соотношение
видов, слагающих данный биоценоз. Сложная
биогеохимическая структура естественных
биоценозов обуславливает их большую
устойчивость по отношению к техногенным
геохимическим факторам, чем искусственных
агроценозов. В естественных биоценозах
коэффициенты биологического поглощения
микроэлементов у разных видов растений
существенно различны. По соотношению
микроэлементов в почвах, в золе растений
и биопродуктивности последних выделяют
"безбарьерные" и "барьерные"
растения. В безбарьерных растениях содержание
элементов растет пропорционально содержанию
его в почвах. Продуктивность сначала
увеличивается, достигая максимальной
(оптимальной), а затем при большом содержании
элемента падает. При предельно высокой
концентрации растение гибнет. Барьерный
тип зависимости между содержанием элемента
в среде обитания и золе растений имеет
три диапазона:
1. интервал прямой зависимости
(пропорциональности) содержания элемента
в почве и золе и повышения
продуктивности;
2. интервал оптимума-стабилизации содержания
элементов в растении и максимальной продуктивности;
3. интервал обратно пропорциональной
зависимости: содержание элемента в почвах
увеличивается, в золе растения уменьшается
при некотором уменьшении по сравнению
с оптимумов биопродуктивности. Выделяют:
низко, средне и высоко барьерные растения.
Высокобарьерные являются главными геохимическими
аккумуляторами - агентами формирования
природных и техногенных биогеохимических
аномалий как в почвах, так и в самих растениях,
особенно опасных, если растительная продукция
включается во вторичные биологические
круговороты. Для защиты от поступления
в депонирующие среды мощных техногенных
потоков (например, поступления обогащенных
металлами рудничных вод) можно использовать
свойство химических элементов накапливаться
на геохимических барьерах, т.е. в местах
резкого изменения геохимической обстановки.
Такие искусственно созданные изменения
геохимических условий А.И. Перельман
назвал "техногенные геохимические
барьеры". Техногенные геохимические
барьеры можно создавать, усиливая путем
технических сооружений некоторые природные
барьеры или создавая новые. Так, создание
известковых барьеров на пути движения
кислых рудничных вод или кислых вод, вытекающих
из отвалов вскрышных пород, может не только
предотвратить загрязнение прилегающих
территорий, но и создать условия для вторичной
концентрации на этом щелочном барьере
растворенных в кислых водах рудных металлов.
3.Устойчивость
природных ландшафтов к техногенезу
и прогноз опасности их загрязнения.
Под устойчивостью ландшафтов
к техногенезу понимают сопротивляемость
этого ландшафта внешним воздействиям
и способность восстанавливать нарушенные
этим воздействием свойства природных
систем. Устойчивость зависит как от свойств
самой природной системы, так и от характера
и интенсивности биогенного воздействия.
Факторы, определяющие устойчивость природных
систем подразделяют на три группы:
1. Факторы, определяющие интенсивность
выноса и рассеяния продуктов техногенеза.
1.1.Возможные показатели рассеяния и выноса
продуктов техногенеза из атмосферы
1.2.Возможные показатели скорости миграции
и выноса продуктов техногенеза из почв
и проточных водоемов.
Такими показателями являются: осадки
(по сезонам), скорость ветра (по сезонам),
сток (по сезонам), соотношение испаряемости
и садков, положение территории в каскадной
системе, механический состав почв и грунтов.
2. Факторы, определяющие интенсивность
метаболизма продуктов техногенеза.
2.1.Возможные показатели энергии разложения
вещества
2.2.Возможные показатели скорости разложения
вещества.
Такими показателями являются: сумма солнечной
радиации в год, сумма температур больше
нуля, количество ультрафиолетовой радиации,
количество гроз в год, опадо-подстилочный
индекс, интенсивность фотохимических
реакций.
3. Факторы, определяющие возможность и
интенсивность закрепления в ландшафтах
продуктов техногенеза или их метаболизма.
31.Возможные показатели интенсивности
закрепления продуктов техногенеза в
почвах, грунтах.
3.2.Количество элементов, участвующих
в техногенных потоках.
Такими показателями для основных депонирующих
сред (почвы и грунтов) являются емкость
почвенного поглощающего комплекса, исходная
емкость грунтов, кислотно-щелочные условия,
окислительно-восстановительные условия,
сорбционная емкость, количество гумуса,
тип геохимической арены (открытая - закрытая,
контрастная - неконтрастная), геохимические
барьеры, минеральный состав почв и грунтов.
Одним из критериев устойчивости ландшафтов
является совместимость или несовместимость
техногенных и природных геохимических
потоков.
1. Техногенное воздействие совместимо
с направлением природных процессов, ускоряет
их. Возникающая техногенная модификация
ландшафта будет устойчива. Например;
воздействие кислых осадков на кислые
почвы. Это воздействие приводит к усилению
процесса подзолообразования, изменения
будут устойчивыми и при неизменных природных
условиях необратимыми. В аридных условиях
воздействие минерализованных пластовых
вод приводит к усилению галогенеза и
формированию устойчивых техногенных
галоморфныж ландшафтов.
2. Техногенное воздействие несовместимо
с ландшафтообразующими процессами. Ландшафт
обладает свойством буферности и создание
техногенных модификаций будет составлять
продолжительное время и формирующиеся
ландшафты будут неустойчивыми. Например,
воздействие кислых дождей на щелочные
почвы будет приводить к нейтрализации
почв, пока не исчерпается запас карбонатов,
только после этого техногенная трансформация
ландшафта.
Заключение
Трансформация ландшафтов в
процессе сельскохозяйственной деятельности
человека, усиленная влиянием промышленности
и городов, оказывает существенное воздействие
на сложившиеся природные потоки вещества
и энергии. Наряду с позитивными изменениями,
которых добивается земледелец, все сильнее
проявляются негативные последствия техногенеза.
Нередко они превосходят экологически
допустимые пределы и способность экосистем
к саморегуляции, что ведет к их разрушению.
Наряду с локальной и региональной трансформацией
геохимических потоков все отчетливее
проявляются тенденции межрегиональных
и глобальных изменений. Наиболее общие
закономерности трансформации геохимических
ландшафтов связаны с изменением водного
баланса освоенных территорий и почв,
в особенности с остепнением и опустыниванием
обширных территорий, усилением окислительных
процессов в почвах. Ускоренное окисление
гумуса пахотных почв, осушение и освоение
торфяников наряду со сведением лесов,
сжиганием различных видов топлива (уголь,
нефть, торф, древесина) и промышленными
выбросами значительно повысило концентрацию
диоксида углерода в атмосфере. К настоящему
времени она достигла 330-340 рm, что на 10-12%
превышает содержание СО2 в воздухе доиндустриальной
эпохи. Очевидно, этот процесс способствует
усилению углекислотного выветривания
минералов горных пород и почв с образованием
новых количеств растворов углекислых
солей. С повышением концентрации диоксида
углерода в атмосфере связываются как
положительные прогнозы, например повышение
продуктивности фотосинтеза и соответственно
урожайности растений, так и отрицательные,
обусловленные с предполагаемым потеплением
климата земли вследствие "парникового
эффекта". Существенные изменения в
геохимии ландшафтов многих регионов
Земли обусловлены функционированием
оросительных и осушительных систем, созданием
крупных гидротехнических сооружений,
разбором стока многих рек на орошение
и другие цели. Фильтрационные воды из
каналов и водохранилищ распространяются
на глубину до сотни метров и на десятки
километров в стороны от каналов, радикально
изменяя водно-солевой режим территорий.
Низкие КПД используемой для поливов воды
(30-40%) привели к подъему грунтовых вод
и развитию вторичного заболачивания
и засоления почв. Туда же поступает солевой
сток фильтрационных возвратных вод. В
итоге минерализация воды большинства
рек аридных областей в среднем и нижнем
течениях повысилась с 0,2-0,5 до 1-3 г/л.
Список литературы:
1. Арманд Д.А. Наука
о ландшафте /Д.А. Арманд. - 2002. - 288 с.
2 Исаченко А.Г. Ландшафты. Природа
мира / А.Г. Исаченко, А.А. Шляпников. 2003.-504с.
3 Куракова Л.И. Современные
ландшафты и хозяйственная деятельность
/ Л.И. Куракова. - М.: Просвещение, 2000. - 159
с.
4 Мамай И.И. Динамика
ландшафта (Методика изучения) / И.И.
Мамай. - М.: Изд-во Моск. ун-та 2000 - 167
с.