Оптимизация техногенеза
Для реализации экономики, исключающей загрязнение окружающей среды, расхищение и разрушение производительных сил, необходима разработка теории оптимизации ноосферы, Т.е. создания оптимальных техногенных ландшафтов для различных природных районов.
Для техногенных ландшафтов исключительно характерны положительные обратные связи, действие которых определяет быструю эволюцию ландшафтов. Однако в отдельных случаях, к сожалению нередких, именно положительные связи приводят к загрязнению среды, эрозии почв, образованию оврагов и другим нежелательным последствиям. Преобладание положительных обратных связей над отрицательными часто делает техногенные ландшафты неустойчивыми, ослабляет самоорганизацию и саморегуляцию. Отрицательные обратные связи, напротив, стабилизируют ландшафт, делают его саморегулируемым. И отрицательные обратные связи могут быть нежелательными, например, когда они препятствуют развитию, достижению поставленных целей. Таким образом, оптимизация требует такого сочетания положительных и отрицательных обратных связей, которое обеспечивает и развитие, и устойчивость (стационарность) ландшафта.
По своей сущности техногенные ландшафты еще более чем биогенные относятся к управляемым системам. Для их функционирования необходим единый центр, из которого осуществляется управление. Однако нередко они не имеют такого центра и заводы, поля, транспортные артерии и другие части управляются из самостоятельных центров. Это и приводит к ослаблению отрицательных обратных связей, самоорганизации, саморегулирования, загрязнению среды. Поэтому с системных позиций централизация техногенных ландшафтов – одна из самых важных практических задач организации территории: в каждом ландшафте должен быть центр управления, регулирующий взаимоотношения между его частями, решающий задачу оптимизации. Такие задачи давно уже разрабатываются в экономической географии, начиная с классических работ Н.Н. Баранского и Н.Н. Колосовского. Их методологию и опыт важно учитывать и в геохимии ландшафта.
Оптимизация биологического круговорота (бика)
Ее цель - высокая продуктивность и разнообразие продукции. Для бика должно быть характерно и быстрое разложение остатков организмов с включением продуктов минерализации в новый цикл. Необходим также минеральный "выход" химических элементов из бика; N, Р, К и другие химические элементы должны все время "вращаться" в круговороте и не включаться в водную миграцию, не выноситься реками. Избыточные элементы, напротив, должны удаляться, а дефицитные - привноситься. Наконец, важна мобилизация внутренних ресурсов ландшафта, например использование сапропеля в качестве удобрения.
Исключительное внимание к загрязнению среды и другим негативным явлениям техногенеза нередко оставляет в тени огромные его позитивные Возможности, которые только частично реализованы человечеством. Примером служит разрешение противоречия лесных ландшафтов. Последние появились около 350 млн. лет назад в позднем девоне, когда накопление большой органической массы, Т.е. усиление бика знаменовало новый качественный этап развития биосферы. Однако это привело к разложению большого количества остатков растений и животных, их энергичной минерализации. В почву стало поступать больше СО2, органических кислот, почвенные воды стали более кислыми. В результате усилилось кислое выщелачивание почв, минеральное голодание растений. Чем лучше растения обеспечивались водой, светом и теплом, тем сильнее развивалось кислое выщелачивание, ухудшалось их минеральное питание. Так, бик привел к противоречию между световым и минеральным питанием: растения сами ухудшили условия своего существования. Это противоречие стало, вероятно, одной из движущих сил эволюции растительного мира, и естественный отбор действовал в направлении его разрешения. Понадобилось почти 250 млн. лет, чтобы у растений выработалась способность поглощать из почвы больше Са, Mg, Na, К и других катионов. В результате в середине мелового периода голосеменная флора сменилась покрытосеменной, которая содержала больше зольных катионогенных элементов, и, следовательно, лучше противостояла кислому выщелачиванию. Однако разрешить полностью данное противоречие растительный мир не смог, т.к. и в современную эпоху имеет место кислое выщелачивание почв, ухудшение минерального питания растений. Противоречие, которое Природа не смогла разрешить за сотни миллионов лет, исчезло в ноосфере, где удобрение полей и подкормка домашних животных обеспечивают необходимое минеральное питание растений и животных в условиях влажного климата, Появилась возможность повышения продуктивности агроландшaфтов, ускорения биологического круговорота. Огромное разнообразие сортов культурных растений и пород домашних животных мы связываем не только с искусственным отбором, но и с благоприятной геохимической обстановкой, которую сначала бессознательно, а позднее и сознательно создавал человек.