Глава 1. принципы природообустройства

ВВЕДЕНИЕ

В ПРИРОДООБУСТРОЙСТВО

(Учебное пособие для лицеев и профильных классов)

2-ое издание, переработанное и дополненное

МОСКВА 2003

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

КАФЕДРА МЕЛИОРАЦИИ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ

А.И. ГОЛОВАНОВ, Ф.М. ЗИМИН

ВВЕДЕНИЕ

В ПРИРОДООБУСТРОЙСТВО

(Учебное пособие для лицеев и профильных классов)

2-ое издание, переработанное и дополненное

МОСКВА 2003

Авторы: Голованов А.И., профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ (Главы 1, 2, 3), Зимин Ф.М., доцент, кандидат технических наук (Глава 4), под редакцией А.И. Голованова

УДК 504

Введение в природообустройство (учебное пособие для лицеев и профильных классов). 2-ое издание, переработанное и дополненное. Авторы: Голованов А.И., Зимин Ф.М. /М.: Московский государственный университет природообустройства, 2003, с.63.

Второе издание учебного пособия (дополненное и переработанное) содержит общие принципы природообустройства, его отличие и связь с природопользованием, необходимость геосистемного (ландшафтного) подхода, основные закономерности природных процессов, описывает свойства геосистем (ландшафтов), круговорот энергии, воды и растворенных веществ, техногенные воздействия на природные системы, создание техно-природных систем, общие подходы к созданию культурных ландшафтов, агрогеосистем, мелиорации и рекультивации земель, вытекающие из принципов природообустройства.

Пособие предназначено для слушателей лицеев с инженерно-экологической направленностью и для учащихся средних школ, занимающихся в профильных классах Московского государственного университета природообустройства. Оно может быть полезно студентам первого курса МГУП.

Рецензент: академик РАСХН, профессор, доктор технических наук И.П. Айдаров.

© Московский государственный университет природообустройства, 2003

ПРЕДИСЛОВИЕ

Как только человек перешел к оседлому образу жизни, он был объек­тивно вынужден изменять компоненты природы для повышения их полезно­сти, возможности эффективного использования природных ресурсов. Изна­чально он стал заниматься орошением и осушением сельскохозяйственных угодий, затем обустройством земель населенных пунктов, противостоять при­родным стихиям (суховеям, наводнениям, подтоплению земель, размыву бере­гов, оползням и т.п.), стал регулировать сток рек. Разрушение почвенного по­крова, загрязнение земель, истощение водных ресурсов, возникающие в про­цессе природопользования, заставили человека заниматься восстановлением нарушенных компонентов, т.е. рекультивацией территорий.

Широкомасштабные работы по изменению природной среды во благо человека из-за ряда объективных и субъективных причин сами стали приво­дить к негативным последствиям как на «улучшаемых» территориях, так и на прилегающих землях. Это, наряду с интенсивным природопользованием, при­вело к современному неблагополучному состоянию окружающей среды и даже – к экологическому кризису.

Разнообразную деятельность по преобразованию и восстановлению природных компонентов ученые МГУП (И.П. Айдаров, А.А. Ваньков, А.И. Голованов) в 1993-1994 г.г. предложили объединить одним широким понятием «природообустройство», что позволило выработать общие подходы к модифи­кации свойств природных компонентов, согласованию природопользования с природообустройством, сформулировать общие требования к природообуст­ройству, обеспечивающие сохранение и воспроизводство природных ресурсов, гармоничное развитие человеческого общества и окружающей среды. Приро­дообустройство в настоящее время стало общепринятым направлением в под­готовке специалистов, формируется как новое научное направление, в котором познаются общие закономерности создания и управления особыми техно-при­родными комплексами. Природообустройство конкретно наполняет инже­нерно-экологическую деятельность, практически реализует концепцию устой­чивого развития мира и отдельных стран.

Примерный английский эквивалент понятия «природообустройство» – «Environmental engineering».

- 3 -

Глава 1. ПРИНЦИПЫ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

1.1. Понятие “природообустройство”

В понятие "природа" вкладывают несколько смыслов:

-наиболее общий: все существующее во вселенной: неорганический и органический мир, включая и человека, т.е. все живое и неживое (косное);

-бытовой: вне города - поехать на природу;

-переносный: сущность - природа явления;

-узкий или специальный: совокупность естественных условий существования человеческого общества.

Наряду с естественными условиями человек создает "вторую природу": жилище, дороги, фабрики, посевы и т.п., встраивая их в природные комплексы. Встраиваемые элементы для природы зачастую являются инородными и она стремится их отторгнуть, разрушить, поэтому человек должен тратить свой труд, энергию и вещества для поддержания этих элементов в рабочем состоянии, должен уменьшать их инородность, используя принцип природных аналогий. Естественная природная среда вместе со встроенными в нее искусственными элементами образуют сложные техно-природные системы или приодно-техногенные комплексы (ПТК).

Узкое понятие "природа", как совокупность естественных условий существования человеческого общества, эквивалентно понятию "окружающая среда", часто используемого в технической литературе, и соответствует греческому oikos - экос (дом, родина). Отсюда: экология - наука о взаимоотношении человека (в общем понимании - живых организмов) и окружающей среды.

Если понимать природу, как окружающую человека среду, то ее можно представить как географическую оболочку, состоящую из пяти компонентов:

-масс твердой земной коры;

-масс вод во всех состояниях (жидкое, парообразное, твердое - лед);

-воздушных масс;

-почвы;

-биоты или живых организмов.

Частные географические оболочки называют сферами по преобладающему компоненту: атмосфера, гидросфера, педосфера (почвенная оболочка), литосфера, биосфера (по В.И. Вернадскому – область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, педосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы). Отметим, что в любой из названных сфер помимо преобладающего присутствуют и другие компоненты, например, в водоемах помимо воды имеются растворенный воэдух, твердые вещества, живые организмы.

В настоящее время, когда человек на высоком уровне развития науки и производительных сил своей деятельностью коренным образом изменяет компоненты природы, очень остро стоит вопрос о рациональном отношении человека (человеческого общества) и природы.

- 4 -

Человек и другие живые организмы являются материальными саморазвивающимися системами. Саморазвитие заключается в том, что они, во-первых, содержат свои внутренние источники развития в виде разрешения заключенных в них противоречий, во-вторых, активно регулируют обмен энергией и веществом с окружающей средой и, в третьих, они сами формируют условия своего собственного развития. Для живых существ (кроме человека) преимущественно свойственен адаптивный (приспособительный) характер связи с окружающей средой, хотя некоторые высокоразвитые организмы создают себе сильно измененные условия существования (например, муравьи).

Для человека характерен адаптирующий, преобразующий, подчиняющий себе природу характер связи с внешней средой.

Человек в своей жизнедеятельности не может отказаться ни от использования природы, ни от изменения компонентов природы, ни от научно-технического прогресса. Следовательно, необходимо познание и использование в практической деятельности законов формирования и функционирования особых социоприродных или техно-природных систем. Необходимо разрабатывать стратегию движения общества от ресурсно-потребительской деятельности к сберегающе-созидающей.

Отношения человека и природы должны обеспечить гармоничное сочетание суверенных интересов человека и общества со столь же суверенными "интересами" природы.

Взаимоотношения человека и природы можно разделить на:

1) природоведение - познание объективных законов возникновения, развития, функционирования отдельных компонентов природы и их совокупности в виде природно-территориальных комплексов или геосистем различного ранга;

2) природопользование - вовлечение в общественное производство вещества, энергии и информации, содержащихся в компонентах природы, для удовлетворения материальных и культурных потребностей человеческого общества;

3) природообустройство - согласование требований природопользователей и свойств природы, придание ее компонентам новых свойств, повышающих по­требительскую стоимость или полезность компонентов природы, восстановле­ние нарушенных компонентов.

В природообустройство входит мелиорация земель разного назначения: сельскохозяйственных, водного и лесного фондов, населенных пунктов, промышленности, транспорта, связи; рекреационного, оздоровительного, историко-культурного, научного, оборонного назначения.

Составляющей природообустройства также является восстановление свойств компонентов природы или даже самих компонентов в процессе или после их использования - рекультивация земель, нарушенных при добыче полезных ископаемых или в результате строительства, создания и функционирования техно-природных систем: восстановление растительного и почвенного покрова, восстановление (возобновление) запасов и качества подземных

- 5 -

и поверхностных вод; очистка загрязненных территорий и т.п.

Элементом природообустройства является природоохранное обустройство территорий: борьба с водной и ветровой эрозией, восстановление естественной гидрографической сети, особенно малых рек, водоохранных зон; защита от природных стихий: наводнений, подтоплений, оползней, размыва берегов, суховеев.

Таким образом, природообустройство - это особый вид деятельности, заключающийся в изменении компонентов природы для повышения их потребительской стоимости (полезности), восстановлении нарушенных компонентов и защите их от негативных последствий природопользования.

Природообустройство глубоко вмешивается в ход природных процессов, вызывает необратимые изменения в развитии и функционировании природных систем, связано с расходованием большого количества материальных, энергетических, трудовых и денежных ресурсов, поэтому оно должно проводиться в условиях гласности, на определенной правовой основе, после всесторонней независимой высокопрофессиональной экспертизы, его последствия должны надежно прогнозироваться и контролироваться после осуществления.

Природообустройство тесно связано с природопользованием, часто

предшествует ему, иногда проводится после смены характера использования, во многих случаях осуществляется одновременно.

Четкой границы между двумя этими видами деятельности нет. Любой вид природопользования сталкивается с необходимостью некоторого изменения свойств природных компонентов для более эффективного их использования, причем эти изменения непосредственно входят в состав технологии природопользования.

Отличие природообустройства от природопользования заключается в том, что они осуществляются разными технологиями, другими специалистами, требует других научных и практических знаний. Например, сельскохозяйственное производство является типичным природопользованием и, в зависимости от климатических особенностей зоны, оно включает агротехнические приемы сбережения влаги в засушливых местностях (снегозадержание, уменьшение поверхностного стока и др.) или приемы по уменьшению переувлажнения (планировку поверхности, узкозагонную вспашку, профилирование, грядование) – в зоне избыточного увлажнения. А вот при недостаточности этих приемов проводят оросительные или осушительные мелиорации, технологии которых отличаются от сельскохозяйственного производства, что составляет предмет природообустройства.

При функционировании металлургического или химического предприятия задача природопользователя – максимально сокращать вредные выбросы, загрязняющие природную среду, совершенствуя свои технологии производства, а задача природообустроителя – очистка загрязненных территорий:

- 6 -

почв, вод, грунтов. Очевидно, что металлург или химик этим не могут заниматься.

Отличие природопользования и природообустройства заключается также в том, что для них является объектом труда, а что средством труда. Так в сельскохозяйственном производстве (растениеводстве) объектом труда агрария является сельскохозяйственное растение, а почва – одним из главнейших средств труда. Для мелиоратора почва выступает как объект труда, главная задача мелиоратора - обеспечить расширенное воспроизводство плодородия почвы.