Рис. 25. Типы связен в лесном ландшафте.

Биокосные тела: почва (П); кора выветривания (КВ); ил (И); водоносный горизонт (ВГ); континентальные отложения (КО); поверхностные воды (ПВ); приземная атмосфера (А); наземный фитоценоз (Ф). Связи; прямые—водные (1); воздушные (2); обратные — биотические (3); биокосные (4); водные и воздушные (5); центр ландшафта (6); нижняя граница ландшафта (7); коренные породы (8)

В общей теории систем различают прямые и обратные связи, а среди последних — положительные и отрицательные.

Прямая связь состоит в одностороннем влиянии компонента ландшафта А на Б: А → Б. Примером может служить влияние почвенных процессов на формирование коры выветривания, грунтовых вод — на питание рек и озер.

Обратные связи передаются символом: А ↔ Б, т. е. не только А влияет на Б, но и Б на А. В кибернетике обратная связь определяется как воздействие управляемого процесса на управляющий орган (или влияние выходного сигнала на рабочие параметры системы). К обратным связям относятся взаимодействия в ландшафте: почва растительность, растение — животное, климат — лес и т. д.

Обратная связь положительна, когда результат процесса усиливает его, в связи с чем система удаляется все дальше и дальше от исходного состояния. Примером положительной обратной связи служит процесс зарастания озер: отмирающие ежегодно растения являются материалом для образования сапропеля, нарастание которого уменьшает глубину озера, что, в свою очередь, способствует зарастанию его, превращению озера в болото.

Отрицательная обратная связь ослабляет результаты процесса и способствует стабилизации системы, восстановлению ее исходного состояния. Пример подобной связи — взаимоотношение хищников и жертвы, подробно изученное экологами. Действительно, сильное размножение травоядных животных приводит к увеличению количества хищников, которые, поедая свои жертвы, стабилизируют как их количество, так и собственную численность.

Отрицательная обратная связь приводит к саморегулированию ландшафта, так как отклонения от устойчивого стационарного состояния вызывают изменения, уменьшающие это отклонение.

Особенно большое значение механизм обратной связи приобретает в культурных ландшафтах, где она осуществляется в процессе управления. Однако положительная обратная связь здесь нередко преобладает над отрицательной, в связи с чем культурные ландшафты часто в процессе своего развития становятся менее устойчивыми. Следствиями этого и служат «непредвиденные последствия хозяйственной деятельности», в том числе загрязнение окружающей среды и стихийные бедствия (пыльные бури, наводнения, эрозия почв и т. д.). Преодоление этих нежелательных явлений связано с усилением роли отрицательных обратных связей, позволяющих стабилизировать культурный ландшафт, сделать его саморегулируемой оптимальной системой.

Загрязнение окружающей среды и оптимизация ландшафта. Проблема эта, как известно, настолько актуальна, что ей уделяют внимание правительственные и международные организации. Так, в 1968 г. в Париже состоялась конференция ЮНЕСКО на тему «Биосфера и человечество». В марте 1970 г. в Токио международный симпозиум специально занимался проблемой борьбы с загрязнением окружающей среды. В 1972 г. проходила аналогичная международная конференция в Стокгольме.

Особенно катастрофическое положение сложилось в некоторых развитых и густонаселенных капиталистических странах, где развитие промышленности в условиях анархии производства угрожает жизни и здоровью миллионов людей. «На пути к экологической катастрофе» «Задыхающиеся города», «Реки — сточные канавы» «Проблема мусора», «Смерть от ртути» — эти и прочие заголовки статей в зарубежных журналах дают представление о возникающих проблемах. В глобальном масштабе эта проблема освещена А. М. Рябчиковым в книге «Структура и динамика геосферы» (1972).

Знаменательно в этом отношении признание американского эколога К. Уатта, который в предисловии к русскому переводу своей книги «Экология и управление природными ресурсами» писал: «Со времени написания этой книги моя точка зрения на предмет в целом, а также взгляды многих из моих коллег в Северной Америке радикальным образом изменились. Это изменение, происшедшее в период между 1965 и 1969 гг., для всех теперь очевидно. При написании книги я исходил из того, что главная проблема, стоящая перед современным миром, — это проблема регулирования роста народонаселения, связанная с продовольственной проблемой во всемирном масштабе. Разумеется, я полагал при этом, что мы в состоянии выработать такой подход к проблеме, в основе которого лежали бы сознание коллективной ответственности и терпимость, позволяющие избежать конфликтных ситуаций и гибельных для нашей планеты последствий.

В настоящее время я и большинство моих коллег убеждены, что главная и неотложная задача сегодняшнего дня — предотвратить дальнейшее загрязнение планеты. Данные метеорологии свидетельствуют о том, что концентрация вредных частиц в верхних слоях атмосферы растет в наши дни с угрожающей быстротой. Мы хорошо знаем, что в прошлом интенсивная вулканическая деятельность приводила к сильному загрязнению атмосферы и поверхности Земли. В наши дни широкое применение стойких пестицидов принесло известную пользу в сельском хозяйстве, но во многих других отношениях оказалось гибельным для живой природы. Установлено, что ничтожные концентрации ДДТ в морской воде (менее одной миллиардной доли) способны уничтожить все живое в океане. Данные, полученные в самое последнее время (в частности, Радомским и его сотрудниками в университете Майами), говорят о том, что такие пестициды не только оказывают вредное действие на популяции птиц, уничтожающих насекомых, но могут также неожиданным образом повлиять и на человека. Загрязнение вод отходами промышленных предприятий стало в наши дни поистине международной проблемой. Куда бы я ни выезжал в последние годы, я нигде не мог обнаружить в ручьях и мелких речках никаких признаков жизни, а ведь в годы моего детства эти ручьи изобиловали мелкой рыбешкой и головастиками»[16].

В СССР и других социалистических странах загрязнение среды значительно ниже, но оно все же имеет место, и с ним ведется борьба. В союзных республиках приняты законы об охране природы, имеются общесоюзные законы по основам земельного законодательства, здравоохранению, водному законодательству, охране недр.

В области защиты окружающей среды в нашей стране сделано немало. Например, в системе химической промышленности создана ведомственная служба контроля, которая рассматривает все проекты строительства новых заводов и реконструкции старых с точки зрения их влияния на загрязнение среды. Так, на Невинномысском химическом комбинате были сооружены эффективные каталитические установки, и теперь над трубами предприятия уже нет «лисьих хвостов», ранее загрязнявших атмосферу. На Северодонецком химическом комбинате осуществлен замкнутый цикл водоснабжения, и сточные воды, пройдя очистку, вновь поступают в производство.

Очень важно, что с 1975 г. задания по защите недр, водоемов, воздушного бассейна, лесов, рыбных ресурсов включены в народнохозяйственные планы.

Анализ проблемы загрязнения среды с системных позиций приводит к выводу, что при данном уровне развития производительных сил вполне возможно такое оптимальное использование ландшафтов, когда, с одной стороны, получается высокий хозяйственный эффект, а с другой — не происходит загрязнения среды. Путь такой оптимизации — усиление отрицательных обратных связей, стабилизирующих ландшафт, повышающих его самоорганизацию. В связи с этим существенную роль при решении задач оптимизации играют методы кибернетики.

Важнейшая практическая задача науки о ландшафтах следовательно, состоит в разработке теории оптимизации культурного ландшафта, т. е. в установлении оптимальных режимов для различных природных районов. Для каждого района должен быть составлен план использования природных ресурсов, основанный на комплексном изучении природы, особенно на изучении связей между биокосными системами. Одним из путей познания таких связей является и геохимическое изучение ландшафтов.