Устойчивое развитие экосистем

Наиболее важными критериями состояния природной среды сегодня  стали системные показатели. Они  подразделяются на ландшафтные и экологические. Ландшафтные критерии вытекают из методологии ландшафтного планирования, в рамках которого разработаны представления о емкости ландшафта, структурной сложности и показателях его нарушенности. Среди экосистемных критериев выделяются показатели нарушенности сукцессионного процесса — закономерного изменения видового разнообразия, спектра жизненных форм, биомассы, продуктивности, накопления отмершей органики, биогенного круговорота в целом. «Неблагополучное состояние» характеризуется существенным отклонением экосистемных параметров от нормального развития. «Экологическое бедствие»(экологический кризис) характеризуется необратимым ретроградным развитием экосистемы.

Понятие «устойчивость экологическая» подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии  внешних факторов. Нередко «устойчивость  экологическая» рассматривается как  синоним экологической стабильности. Устойчивость экосистем не может  быть сохранена и .обеспечена, если будет нарушен закон внутреннего динамического равновесия. Под угрозой будет не только качество природной среды, но и существование всего комплекса природных компонентов в необозримом будущем. Закон внутреннего динамического равновесия действует как регулятор нагрузок на окружающую среду при условии, что не нарушены «баланс компонентный» и «баланс крупных территорий». Именно эти «балансы» являются нормами рационального природопользования, это они должны лежать в основе разработки мероприятий по охране окружающей среды в строительстве и реставрации. Суть этого закона состоит в том, что природная система обладает внутренней энергией, веществом, информацией и динамическим качеством, связанными между собой настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает в других или в том же, но в другом месте или в другое время, сопутствующие функционально-количественные перемены, сохраняющие сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических показателей всей природной системы. Это и обеспечивает системе такие свойства как сохранение равновесия, замыкание цикла в системе и ее «самовосстановление», «самоочищение».

Естественное равновесие — одно из самых характерных свойств  живых систем. Оно может не нарушаться при антропогенном влиянии и  переходить в равновесие экологическое. «Равновесие экологическое» — это  баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов, приводящий к длительному (условно-бесконечному) существованию данной экосистемы. Различают компонентное экологическое равновесие, основанное на балансе экологических компонентов внутри одной экосистемы, и ее территори-

альное экологическое равновесие. Последнее возникает при некотором соотношении интенсивно (агроценозы, урбокомплексы и пр.) или экстенсивно (выпасы, естественные леса и пр.) эксплуатируемых и неэксплуатируемых (заповедники) участков, обеспечивающем отсутствие сдвигов в экологическом балансе крупных территорий в целом. Обычно этот тип равновесия учитывается при расчете «экологической емкости территории».

Ориентировочные нормы для  сохранения территориального экологического равновесия в природных (ландшафтных) зонах РФ показаны на рис. 1.6.

 
Рис. 1.6. Оптимальное  соотношение интенсивно эксплуатируемых (заштрихованные секторы) и экстенсивно  используемых охраняемых территорий, обеспечивающее экологическое равновесие (в % по ландшафтным зонам)

Из рис. 1.6. видно, что экологические нормы природопользования не могут быть едиными для разных природных систем и разных физико-географических условий. В зависимости от типа экосистемы, характер ее использования должен отличаться от соотношения (35/65), принятого для природной зоны 3 — смешанного леса. Например, для экосистемы тундры (зона 1 — арктические пустыни, тундра и лесотундра) это соотношение будет другим — 98/2, то есть здесь возможно использование только 2% территории без ущерба для этой экосистемы.

Отклонение от указанных  норм характеризует степень негативного  влияния антропогенного фактора  на естественное равновесие. Это соотношение  является основным требованием для  устойчивого развития системы и, следовательно, устойчивого строительства.

Соблюдение норм оптимального соотношения территорий, которые  приведены на рис. 1.6., в первую очередь необходимо учитывать при строительстве в городах, так как именно там имеет место нерациональное развитие системы (территории), что и приводит к ее деградации. Показанные на схеме нормы используют также для установления оптимальных размеров природных особо охраняемых территорий (ландшафтов), обеспечивающих устойчивое сохранение естественного экологического равновесия

Естественное равновесие может необратимо нарушаться при  антропогенном влиянии и переходить в природно-антропогенное равновесие. Это вторичное экологическое  равновесие, образующееся на основе баланса  измененных человеческой деятельностью  средообразующих компонентов и природных процессов. Это равновесие может быть различных уровней — от потенциального восстановления в ходе сукцессии узловых сообществ (равновесие экологическое целесообразное) до устойчивого опустынивания территории. Например, при чрезвычайной ситуации в биосфере — извержении вулкана — схема снятия климаксной фазы сукцессии будет происходить по следующим стадиям:

1)  устойчивое развитие (пионерная, сукцессионная и климаксная фазы);

2)  нарушение устойчивого развития (сукцессия прерывается на промежуточной стадии, климаксные фазы под угрозой);

3)  экологический кризис (пионерные виды занимают всё экологическое пространство);

4)  стабилизация среды (пионерные виды дают начало новым формам);

5)  устойчивое развитие (новые формы заполняют экологические ниши). Наглядно эти стадии развития экосистем и переходов представлены на рис. 1.7.

Вариант третьей стадии, представленный на рис. 1.7, может быть идентифицирован и для городских систем. Подобные ситуации стали характерны для урбанизированных территорий, где природные системы заменены на природно-техногенные. Из-за несоблюдения норм природопользования на таких территориях возникает кризисная ситуация, приводящая к гибели деревьев, заболачиванию водоемов и т.п. Такие ситуации называют критическими из-за приобретения системой свойства «подверженности катастрофам».

 
Рис. 1.7. Схема  стадий снятия и восстановления климаксной фазы ценотической сукцессии при экологической катастрофе 
  

Территорию, например, Москвы следует рассматривать как экосистему с равновесием природно-антропогенного типа, существующую при постоянном внешнем воздействии человека и  интенсивно эксплуатируемую им.

Наглядно эти антропогенные  воздействия и изменения в  городской системе представлены на рис. 1.8.

 
Рис. 1.8. Карта  экологического резерва муниципальных  округов города. (Районы, где жить еще можно, но строить уже нельзя — данные лаборатории «Московский  регион» географического факультета МГУ) 
 

Экологическая карта, представляющая интегральную оценку городской территории, может использоваться для регулирования  строительной деятельности в городе и при разработке природоохранных  мероприятий в строительных проектах.

Как видно из карты, последствием нерационального природопользования стало отсутствие экологического резерва  в отдельных муниципальных округах  и, отсюда, ограничение на этих территориях  нового строительства. На таких территориях  строители сталкиваются с экологическими проблемами. Качество строительства  напрямую зависит от правильной постановки и решения экологических задач  и постоянной оценки воздействий  на окружающую среду (ОВОС) на всех этапах жизненного цикла проекта.

Интенсивность и разнообразие этих воздействий на отдельных территориях  города во многом уже превысили темпы  адаптации и устойчивость природных  систем.

Результатом этого стали  критические ситуации в техносфере города, обусловленные процессом деградации природной среды. Повсеместно снизилось качество реставрационных работ из-за недоучета экологических кризисных ситуаций на территориях расположения памятника архитектуры.

Таким образом, искусство  реставрации сегодня — это  не просто воссоздание утраченных форм, а экологически целесообразное мастерство или, как принято сейчас говорить, «устойчивая реставрация», выполненная  с учетом всех экологических принципов, обеспечивающая устойчивость экосистем  Земли и, следовательно, надежную реставрацию. При реставрации особенно важно  учитывать ставшие фундаментальными знания абиотических факторов.